JP2006235386A - Hologram recording material and optical recording material using the same - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hologram recording material which can attain all of high sensitivity, high diffraction efficiency, satisfactory storage property, a low shrinkage rate, dry processing, multiplex recording characteristic (high recording density) and which is applicable for a high density optical recording medium, a three-dimensional display, a holographic optical element and the like. <P>SOLUTION: The hologram recording material and the optical recording medium using the same have a light refractive index modulation component and a curable polymer, wherein the light refractive index modulation component is the component to record the interference fringes as refractive index modulation by a method of any among (1) a color development reaction, (2) a latent image color development-chromogen self-sensitization amplification color reaction, (3) a latent image color development-chromogen sensitization polymerization reaction, (4) an orientation change of a compound having an intrinsic refractive index, (5) a dye decoloration reaction, and (6) a residual decoloration dye latent image-latent image sensitization polymerization reaction. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、高密度光記録媒体、3次元ディスプレイ、ホログラフィック光学素子等への応用可能なホログラム記録材料およびこれを用いた光記録媒体に関するものである。   The present invention relates to a hologram recording material applicable to a high-density optical recording medium, a three-dimensional display, a holographic optical element, and the like, and an optical recording medium using the same.

ホログラム作製に関する一般的原理は、いくつかの文献や専門書、たとえば「ホログラフィックディスプレイ」(辻内順平編、産業図書[非特許文献1])2章に記載されている。これらによれば、2光束のコヒーレントなレーザー光の一方を記録対象物に照射し、それからの全反射光を受け取れる位置に感光性のホログラム記録材料が置かれる。ホログラム記録材料には、対象物からの反射光の他に、もう一方のコヒーレントな光が、対象物に当たらずに直接照射される。対象物からの反射光を物体光、また直接記録材料に照射される光を参照光といい、参照光と物体光との干渉縞が画像情報として記録される。次に、処理された記録材料に参照光と同じ光(再生照明光)を照射すると、記録の際に対象物から記録材料に最初に到達した反射光の波面を再現するようにホログラムによって回折され、その結果、対象物の実像とほぼ同じ物体像を3次元的に観測することができる。   General principles relating to hologram production are described in chapter 2 of several literatures and technical books such as “Holographic Display” (Junpei Uchinai, Sangyo Tosho [Non-Patent Document 1]). According to these, the photosensitive hologram recording material is placed at a position where one of the two light fluxes of the coherent laser light is irradiated onto the recording object and the total reflection light from the recording object can be received. The hologram recording material is directly irradiated with the other coherent light in addition to the reflected light from the object without hitting the object. Reflected light from the object is referred to as object light, and light directly applied to the recording material is referred to as reference light, and interference fringes between the reference light and object light are recorded as image information. Next, when the processed recording material is irradiated with the same light (reproduction illumination light) as the reference light, it is diffracted by the hologram so as to reproduce the wavefront of the reflected light that first reaches the recording material from the object during recording. As a result, an object image substantially the same as the real image of the object can be observed three-dimensionally.

参照光と物体光を同じ方向からホログラム記録材料に入射させて形成されるホログラムを透過型ホログラムと呼ぶ。干渉縞は記録材料膜面方向に垂直または垂直に近い形で1mmに1000〜3000本程度の間隔で形成される。
一方、互いにホログラム記録材料の反対側から入射させて形成したホログラムを、一般に反射型ホログラムと呼ぶ。干渉縞は記録材料膜面方向に平行または平行に近い形で1mmに3000〜7000本程度の間隔で形成される。
透過型ホログラムは、例えば特開平6−43634号公報[特許文献1]などで開示されているような公知の方法によって作成できる。また、反射型ホログラムは、例えば特開平2−3082号公報[特許文献2]、特開平3−50588号公報[特許文献3]などに開示された公知の方法によって作成できる。
A hologram formed by causing the reference light and the object light to enter the hologram recording material from the same direction is called a transmission hologram. The interference fringes are formed at intervals of about 1000 to 3000 per 1 mm in a form perpendicular or nearly perpendicular to the recording material film surface direction.
On the other hand, holograms formed by being incident on opposite sides of the hologram recording material are generally called reflection holograms. The interference fringes are formed at intervals of about 3000 to 7000 per 1 mm in a shape parallel or nearly parallel to the recording material film surface direction.
The transmission hologram can be created by a known method as disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 6-43634 [Patent Document 1]. The reflection hologram can be created by a known method disclosed in, for example, JP-A-2-3082 [Patent Document 2] and JP-A-3-50588 [Patent Document 3].

一方、干渉縞間隔に対して膜厚が十分に厚い(通常は干渉縞間隔の5倍以上程度、または1μm以上程度の膜厚を言う)ホログラムを体積型ホログラムという。
それに対し膜厚が干渉縞間隔の5倍以下程度または1μm以下程度のホログラムを平面型または表面型という。
On the other hand, a hologram whose film thickness is sufficiently thick with respect to the interference fringe interval (usually a thickness of about 5 times the interference fringe interval or about 1 μm or more) is called a volume hologram.
On the other hand, a hologram whose film thickness is about 5 times or less of the interference fringe interval or about 1 μm or less is called a planar type or a surface type.

さらに、色素や銀などの吸収により干渉縞を記録するホログラムを振幅型ホログラムと呼び、表面レリーフまたは屈折率変調により記録するホログラムを位相型ホログラムと呼ぶ。振幅型ホログラムは光の吸収により、光の回折効率または反射効率が著しく低下するため光の利用効率の点で好ましくなく、通常は位相型ホログラムが好ましく用いられる。   Further, a hologram that records interference fringes by absorption of a dye or silver is called an amplitude hologram, and a hologram that is recorded by surface relief or refractive index modulation is called a phase hologram. Amplitude holograms are not preferred in terms of light utilization efficiency because light diffraction efficiency or reflection efficiency is significantly reduced due to light absorption, and phase holograms are usually preferred.

体積位相型ホログラムでは、ホログラム記録材料中に光学的吸収ではなく屈折率の異なる干渉縞を多数形成することによって、光を吸収することなく光の位相を変調することができる。
特に反射型の体積位相型ホログラムはリップマン型ホログラムとも呼ばれ、ブラック回折による波長選択的反射により、高回折効率にてフルカラー化、白色再生、高解像度化が可能となり、高解像フルカラー3次元ディスプレイの提供が可能となる。
また最近ではその波長選択的反射を生かして、自動車搭載用のヘッドアップディスプレイ(HUD)、光ディスク用ピックアップレンズ、ヘッドマウントディスプレイ、液晶用カラーフィルター、反射型液晶反射板等に代表されるホログラム光学素子(HOE)に広く実用化されてきている。
他にも例えば、レンズ、回折格子、干渉フィルター、光ファイバー用結合器、ファクシミリ用光偏光器、建築用窓ガラス等に実用または応用が検討されている。
In the volume phase hologram, the phase of light can be modulated without absorbing light by forming a large number of interference fringes having different refractive indexes in the hologram recording material instead of optical absorption.
In particular, reflective volume phase holograms, also called Lippmann holograms, are capable of full color, white reproduction and high resolution with high diffraction efficiency due to wavelength selective reflection by black diffraction, and high resolution full color 3D display. Can be provided.
Recently, taking advantage of the wavelength selective reflection, a hologram optical element represented by a head-up display (HUD) mounted on an automobile, a pickup lens for an optical disk, a head-mounted display, a color filter for liquid crystal, a reflective liquid crystal reflector, and the like. (HOE) has been widely put into practical use.
In addition, practical use or application to, for example, lenses, diffraction gratings, interference filters, optical fiber couplers, facsimile optical polarizers, architectural window glass, and the like are being studied.

ところで、最近の高度情報化社会の流れの中で、インターネット等のネットワークやハイビジョンTVが急速に普及している。また、HDTV(High Definition
Television)の放映も間近にひかえて、民生用途においても100GB以上の画像情報を安価簡便に記録するための高密度記録媒体の要求が高まっている。
さらにコンピューター高容量化等の流れの中で、コンピューターバックアップ用途や放送バックアップ用途等の業務用途においても、1TB程度あるいはそれ以上の大容量の情報を高速かつ安価に記録できる超高密度記録媒体が求められている。
そのような中、ランダムアクセスが不可能な磁気テープ媒体や可換不可能で故障しやすいハードディスクに対し、可換かつランダムアクセス可能で小型、安価な光記録媒体がより注目されてきている。しかしながら、DVD−Rのような既存の2次元光記録媒体は物理原理上、たとえ記録再生波長を短波長化したとしてもせいぜい片面25GB程度で、将来の要求に対応できる程の充分大きな記録容量が期待できるとは言えない状況である。
By the way, in the recent trend of advanced information society, networks such as the Internet and high-definition TVs are rapidly spreading. HDTV (High Definition)
(Television) will soon be on the air, and there is an increasing demand for high-density recording media for recording 100 GB or more of image information inexpensively and easily for consumer use.
Furthermore, in the trend of increasing computer capacity, there is a need for ultra-high-density recording media that can record large volumes of information of about 1 TB or more at high speed and low cost for business use such as computer backup and broadcast backup. It has been.
Under such circumstances, a compact, inexpensive optical recording medium that is replaceable and randomly accessible has attracted more attention than a magnetic tape medium that cannot be randomly accessed and a hard disk that is not replaceable and easily failed. However, an existing two-dimensional optical recording medium such as a DVD-R has a sufficiently large recording capacity that can meet future demands, even if the recording / reproducing wavelength is shortened, even if the recording / reproducing wavelength is shortened, at most about 25 GB on one side. This is a situation that cannot be expected.

そこで、究極の超高密度記録媒体として、膜厚方向に記録を行う3次元光記録媒体が注目されてきている。その有力な方法として2光子吸収材料を用いる方法とホログラフィ(干渉)を用いる方法とがあり、そのため体積位相型ホログラム記録材料は、3次元光記録媒体(ホログラフィックメモリ)として、最近俄然注目を集めるようになった。   Therefore, a three-dimensional optical recording medium that performs recording in the film thickness direction has attracted attention as the ultimate ultra-high density recording medium. As a promising method, there are a method using a two-photon absorption material and a method using holography (interference). Therefore, a volume phase hologram recording material has recently attracted attention as a three-dimensional optical recording medium (holographic memory). It became so.

体積位相型ホログラム記録材料を用いたホログラフィックメモリでは、3次元物体から反射する物体光の代わりに、DMDやLCDといった空間光変調素子(SLM)を用いた2次元デジタル情報(信号光と呼ぶ)を数多く記録していく。記録の際、角度多重、位相多重、波長多重、シフト多重などの多重記録を行うため1TBにも達する高容量化が可能となる。また、読み出しには通常CCDやCMOS等を用い、それらの並列書き込み、読み出しにより、1Gbpsにも達する高転送速度化も可能となる。   In a holographic memory using a volume phase hologram recording material, two-dimensional digital information (referred to as signal light) using a spatial light modulation element (SLM) such as DMD or LCD instead of object light reflected from a three-dimensional object. Will be recorded a lot. At the time of recording, multiplex recording such as angle multiplexing, phase multiplexing, wavelength multiplexing, and shift multiplexing is performed, so that the capacity can be increased to 1 TB. In addition, a CCD, CMOS, or the like is usually used for reading, and the parallel transfer and reading thereof can increase the transfer rate up to 1 Gbps.

ところが、ホログラフィックメモリに用いるホログラム記録材料に求められる要件は、下記の如く3次元ディスプレイやHOE用途よりもさらに厳しいものである。
(1)高感度であること
(2)高解像力を有すること
(3)ホログラムの回折効率が高いこと
(4)記録時の処理が乾式であり迅速であること
(5)多重記録が可能であること(ダイナミックレンジが広いこと)
(6)記録後の収縮率が小さいこと
(7)ホログラムの保存性が良いこと
However, the requirements for the hologram recording material used for the holographic memory are more severe than those for three-dimensional displays and HOE applications as described below.
(1) High sensitivity (2) High resolution (3) High diffraction efficiency of hologram (4) Processing during recording is dry and quick (5) Multiple recording is possible (Wide dynamic range)
(6) Shrinkage after recording is small (7) Hologram preservation is good

特に、(1)高感度であることに対し、(3)回折効率が高いこと、(4)乾式処理であること、(6)記録後の収縮率が低いこと、(7)保存性が良いこと、は化学的に考えて相反する物性であり、その両立は極めて困難である。   In particular, (1) high sensitivity, (3) high diffraction efficiency, (4) dry processing, (6) low shrinkage after recording, and (7) good storage stability. These are physical properties that are contradictory in chemical terms, and it is extremely difficult to achieve both.

ここで、公知の体積位相型ホログラム記録材料には、ライトワンス方式として重クロム酸ゼラチン方式、漂白ハロゲン化銀塩方式及びフォトポリマー方式などが知られ、リライタブル方式として、フォトリフラクティブ方式及びフォトクロミック高分子方式などが知られる。   Here, as a known volume phase hologram recording material, a dichromate gelatin method, a bleached silver halide salt method, a photopolymer method, and the like are known as a write-once method, and a photorefractive method and a photochromic polymer as a rewritable method. Methods are known.

しかしこれらの公知の体積位相型ホログラム記録材料において、特に高感度光記録媒体用途においては、求められる要件をすべて満たす材料は未だなく改良が望まれている。
具体的には例えば、重クロム酸ゼラチン方式は高い回折効率と低ノイズ特性という長所
を有するが、保存性が極めて悪く、湿式処理が必要で低感度という問題を有し、ホログラフィックメモリ用途には適さない。
漂白ハロゲン化銀方式は高感度という長所を有するが、湿式処理が必要でかつ漂白処理が煩雑であり、また、散乱が大きい、耐光性に劣るという問題点を有し、ホログラフィックメモリ用途にはやはり一般的に適さない。
フォトリフラクティブ材料は書き換え可能という長所を有するが、記録時に高電場印加が必要、記録保存性が悪いという問題点を有する。
アゾベンゼン高分子材料等に代表されるフォトクロミック高分子方式も書き換え可能という長所を有するが、感度が極めて低く記録保存性も悪いという問題点を有する。例えば、国際公開第WO97/44365号パンフレット[特許文献4]には、アゾベンゼン高分子(フォトクロミック高分子)の屈折率異方性と配向制御を用いた書き換え可能なホログラム記録材料が提示されているが、アゾベンゼン異性化の量子収率が低い上に配向変化を伴う方式であるがために感度が極めて低く、また書き換え可能であることとの相反で記録保存性も悪いという問題点を有し、実用には程遠い。
However, in these known volume phase hologram recording materials, particularly in the application to high-sensitivity optical recording media, materials that satisfy all of the required requirements are still desired and improvements are desired.
Specifically, for example, the dichromated gelatin method has the advantages of high diffraction efficiency and low noise characteristics, but has extremely poor storage stability, requires wet processing and has low sensitivity, and is suitable for holographic memory applications. Not suitable.
The bleached silver halide method has the advantage of high sensitivity, but it requires wet processing, is complicated in bleaching processing, has problems of large scattering and poor light resistance, and is used for holographic memory applications. After all it is not generally suitable.
Although the photorefractive material has the advantage that it can be rewritten, it has a problem that a high electric field needs to be applied at the time of recording and the record storage stability is poor.
Although the photochromic polymer system represented by azobenzene polymer material has the advantage that it can be rewritten, it has a problem that the sensitivity is very low and the storage stability is poor. For example, International Publication No. WO 97/44365 [Patent Document 4] presents a rewritable hologram recording material using refractive index anisotropy and orientation control of an azobenzene polymer (photochromic polymer). In addition, the quantum yield of azobenzene isomerization is low and the method involves orientation change, so the sensitivity is extremely low. Far from.

そのような中、前述の特許文献1〜3に開示された乾式処理フォトポリマー方式は、バインダー、ラジカル重合可能なモノマーおよび光重合開始剤を基本組成とし、屈折率変調を向上させるためにバインダーまたはラジカル重合可能なモノマーのどちらか一方に芳香環または塩素、臭素を有する化合物を用いて屈折率差を持たせる工夫をしており、その結果、ホログラム露光の際形成される干渉縞の明部にモノマーが、暗部にバインダーが集まりつつ重合が進行することにより屈折率差を形成することができる。したがって、高回折効率と乾式処理を両立できうる比較的実用的な方式といえる。
しかしながら、漂白ハロゲン化銀方式に比べると感度が1000分の1程度であること、回折効率を高めるためには2時間近い加熱定着処理を必要とすること、ラジカル重合であるため、酸素による重合阻害の影響を受け、また露光、定着後記録材料の収縮を伴い、再生時の回折波長及び角度が変化してしまう問題点があること、膜が柔らかいため保存性の点でも不足していること等からホログラフィックメモリ用途としては到底使用に耐えるものではない。
Under such circumstances, the dry-processed photopolymer method disclosed in Patent Documents 1 to 3 described above has a basic composition of a binder, a monomer capable of radical polymerization, and a photopolymerization initiator. We have devised a difference in refractive index by using a compound having an aromatic ring or chlorine or bromine on one of the radically polymerizable monomers, and as a result, in the bright part of the interference fringes formed during hologram exposure The monomer can form a refractive index difference by polymerization while the binder gathers in the dark part. Therefore, it can be said that it is a relatively practical method that can achieve both high diffraction efficiency and dry processing.
However, compared with the bleached silver halide method, the sensitivity is about 1/1000, heat-fixing treatment of nearly 2 hours is required to increase the diffraction efficiency, and radical polymerization, so polymerization inhibition by oxygen is inhibited. In addition, there is a problem that the diffraction wavelength and angle at the time of reproduction change due to the shrinkage of the recording material after exposure and fixing, and there is a lack of storage stability because the film is soft. Therefore, the holographic memory application cannot withstand use at all.

ここで一般に、ラジカル重合に対しカチオン重合、特にエポキシ化合物等の開環を伴うカチオン重合は、重合後の収縮が少なく、また酸素による重合阻害も受けず、剛性のある膜を与える。したがって、ホログラフィックメモリ用途としてはカチオン重合の方が適しているという指摘もある。
例えば、特開平5−107999号公報[特許文献5]、特開平8−16078号公報[特許文献6]等に、カチオン重合性化合物(モノマーまたはオリゴマー)をバインダーの代わりに用い、さらに増感色素、ラジカル重合開始剤、カチオン重合開始剤、ラジカル重合性化合物を組み合わせたホログラム記録材料が開示されている。
また、特表2001―523842号公報[特許文献7]、特表平11−512847号公報[特許文献8]等に、ラジカル重合を用いずに、増感色素、カチオン重合開始剤、カチオン重合性化合物及びバインダーのみを用いたホログラム記録材料が開示されている。
しかしこれらのカチオン重合方式はラジカル重合方式に比べて、収縮率の改善が見られるものの、その相反として、感度が低下しており、実用の際には転送速度の点で大きな問題となると考えられる。また回折効率も低下しており、S/N比や多重記録の点で問題となると考えられる。
また、特表2004−537620号公報[特許文献9]には、光反応性材料と、NCO末端のプレポリマーおよびポリオールを反応させたポリマーからなるホログラム記録材料が開示されている。また特開2000−250382号公報[特許文献10]には、ポリマー母体と、光活性モノマーを含む光形像可能な系とを含み、前記母体と光形像可能な系は相分離されて、ホログラム形成に有効な波長の90゜光散乱における約7×10-3
下のレーリー比を示し、前記ポリマー母体は、光活性モノマーがポリマー化される反応から独立したポリマー化反応によって形成することができる記録材料が開示されている。これらの記録材料は、記録後の収縮の問題は幾分改善されたがいまだ不十分であり、多重記録の後期に重合進行により感度が低下して、多くの露光量を必要とするため、多重記録特性が悪く、多重度が上がらないという問題点がある。
Here, in general, cationic polymerization, particularly cationic polymerization accompanied by ring opening of an epoxy compound or the like with respect to radical polymerization, gives less rigidity after polymerization and is not hindered by oxygen to give a rigid film. Therefore, some point out that cationic polymerization is more suitable for holographic memory applications.
For example, in JP-A-5-107999 [Patent Document 5], JP-A-8-16078 [Patent Document 6] and the like, a cationically polymerizable compound (monomer or oligomer) is used instead of a binder, and further a sensitizing dye. , A hologram recording material combining a radical polymerization initiator, a cationic polymerization initiator, and a radical polymerizable compound is disclosed.
In addition, JP-T-2001-523842 [Patent Document 7], JP-T 11-512847 [Patent Document 8] and the like do not use radical polymerization, but include sensitizing dyes, cationic polymerization initiators, and cationic polymerization properties. A hologram recording material using only a compound and a binder is disclosed.
However, although these cation polymerization methods show improvement in shrinkage rate compared to radical polymerization methods, the contradiction is that the sensitivity is lowered, and in practical use, it is considered to be a big problem in terms of transfer rate. . In addition, the diffraction efficiency is lowered, which is considered to be a problem in terms of S / N ratio and multiple recording.
JP-T-2004-537620 [Patent Document 9] discloses a hologram recording material comprising a photoreactive material, a polymer obtained by reacting an NCO-terminated prepolymer and a polyol. JP 2000-250382 A [Patent Document 10] includes a polymer matrix and a photoimageable system containing a photoactive monomer, and the matrix and the photoimageable system are phase-separated, It exhibits a Rayleigh ratio of about 7 × 10 −3 or less in 90 ° light scattering at a wavelength effective for hologram formation, and the polymer matrix can be formed by a polymerization reaction independent of the reaction in which the photoactive monomer is polymerized. Possible recording materials are disclosed. These recording materials are still inadequate, although the shrinkage problem after recording is somewhat improved, and the sensitivity decreases due to the progress of polymerization in the latter stage of multiple recording, requiring a large amount of exposure. There is a problem that the recording characteristics are poor and the multiplicity does not increase.

前述したように、フォトポリマー方式は物質移動を伴う方式であるため、ホログラフィックメモリへの応用を検討する際、保存性を良く、収縮性を小さくしようとすれば感度が低下し(カチオン重合方式)、逆に感度を向上させようとすれば、保存性、収縮性が悪化する(ラジカル重合方式)というジレンマに陥る。また、ホログラフィックメモリの記録密度を向上させるためには、50回を超えて好ましくは100回以上にも及ぶ多重記録が必須であるが、フォトポリマー方式では記録に物質移動を伴う重合を用いるため、多重記録初期の記録速度に対して、多くの化合物の重合が進んだ後の多重記録後期の記録速度が低下してしまい、それを制御して露光量を調節すること、広いダイナミックレンジをとることが実用上大きな問題となっている。   As described above, since the photopolymer method is a method involving mass transfer, when considering application to a holographic memory, if the storage property is good and the shrinkage is reduced, the sensitivity decreases (cation polymerization method). On the other hand, if the sensitivity is improved, storage stability and shrinkage deteriorate (radical polymerization method). Further, in order to improve the recording density of the holographic memory, multiplex recording exceeding 50 times and preferably exceeding 100 times is essential. However, in the photopolymer method, since polymerization with mass transfer is used for recording. In contrast to the initial recording speed of multiple recording, the recording speed in the latter stage of multiple recording after the polymerization of many compounds has progressed. By controlling this, the exposure amount is adjusted, and a wide dynamic range is achieved. This is a big problem in practical use.

このような高感度と良保存性、低収縮率、乾式処理のジレンマ、多重記録特性(高記録密度)の問題点は、従来のフォトポリマー方式を用いている限りは物理法則上避けがたい。またハロゲン化銀方式にてホログラフィックメモリに求められる要件を満たすことも、特に乾式処理化の点で原理的に困難である。
そこで、ホログラム記録材料をホログラフィックメモリへ応用するためには、そのような課題を抜本的に解決した、とりわけ高感度と低収縮性、良保存性、乾式処理、多重記録特性(高記録密度)を両立できる全く新しい記録方式の開発が強く望まれていた。
Such problems of high sensitivity, good storage stability, low shrinkage, dry processing dilemma, and multiple recording characteristics (high recording density) are unavoidable as long as the conventional photopolymer system is used. In addition, it is theoretically difficult to satisfy the requirements for holographic memory using a silver halide method, particularly in terms of dry processing.
Therefore, in order to apply hologram recording materials to holographic memory, such problems are drastically solved, especially high sensitivity and low shrinkage, good storage stability, dry processing, multiple recording characteristics (high recording density) Development of a completely new recording method that can satisfy both of these requirements has been strongly desired.

「ホログラフィックディスプレイ」、辻内順平編、産業図書"Holographic Display", Junpei Uchiuchi, Industrial Books 特開平6−43634号公報JP-A-6-43634 特開平2−3082号公報JP-A-2-3082 特開平3−50588号公報Japanese Patent Laid-Open No. 3-50588 国際公開第WO97/44365号パンフレットInternational Publication No. WO97 / 44365 Pamphlet 特開平5−107999号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-107999 特開平8−16078号公報JP-A-8-16078 特表2001―523842号公報Special table 2001-523842 特表平11−512847号公報Japanese National Patent Publication No. 11-512847 特表2004−537620号公報JP-T-2004-537620 特開2000−250382号公報JP 2000-250382 A

そこで本発明の目的は、高密度光記録媒体、3次元ディスプレイ、ホログラフィック光
学素子等への応用可能な高感度かつ高回折効率、良保存性、低収縮率、乾式処理、多重記録特性(高記録密度)を両立することができるホログラム記録材料およびこれを用いた光記録媒体を提供することである。
Accordingly, an object of the present invention is to provide high sensitivity and high diffraction efficiency, good storage stability, low shrinkage, dry processing, multiple recording characteristics (high recording performance) that can be applied to high-density optical recording media, three-dimensional displays, holographic optical elements, and the like. It is to provide a hologram recording material capable of achieving both (recording density) and an optical recording medium using the same.

本発明は、以下のとおりである。
(1)光屈折率変調成分と、硬化性ポリマーとを有し、該光屈折率変調成分は、1)発色反応、2)潜像発色−発色体自己増感増幅発色反応、3)潜像発色−発色体増感重合反応、4)固有複屈折率を有する化合物の配向変化、5)色素消色反応、6)残存消色色素潜像−潜像増感重合反応のいずれかの方法により干渉縞を屈折率変調として記録する成分であることを特徴とするホログラム記録材料。
The present invention is as follows.
(1) It has a photorefractive index modulation component and a curable polymer, and the photorefractive index modulation component is 1) color development reaction, 2) latent image color development-chromogen self-sensitized amplification color development reaction, and 3) latent image. By any of the following methods: color development-chromogen sensitized polymerization reaction, 4) orientation change of compound having intrinsic birefringence, 5) dye decolorization reaction, 6) residual decolorization dye latent image-latent image sensitization polymerization reaction A hologram recording material, which is a component for recording interference fringes as refractive index modulation.

(2)前記硬化性ポリマーは、重合反応により形成したポリマーマトリックスを形成し、該重合反応は、カチオンエポキシ重合反応、カチオンビニルエーテル重合反応、カチオンアルケニルエーテル重合反応、カチオンアリルエーテル重合反応、カチオンケテンアセタール重合反応、エポキシアミン段階重合反応、エポキシメルカプタン段階重合反応、不飽和エステルアミン段階重合反応、不飽和エステルメルカプタン段階重合反応、ビニル−シリコン水素化物段階重合反応、イソシアネート−水酸基段階重合反応、イソシアネート−アミン段階重合反応、もしくはそれらの組み合わせからなる重合反応であることを特徴とする前記(1)に記載のホログラム記録材料。   (2) The curable polymer forms a polymer matrix formed by polymerization reaction, and the polymerization reaction includes cationic epoxy polymerization reaction, cationic vinyl ether polymerization reaction, cationic alkenyl ether polymerization reaction, cationic allyl ether polymerization reaction, cationic ketene acetal. Polymerization reaction, Epoxyamine step polymerization reaction, Epoxy mercaptan step polymerization reaction, Unsaturated ester amine step polymerization reaction, Unsaturated ester mercaptan step polymerization reaction, Vinyl-silicon hydride step polymerization reaction, Isocyanate-hydroxyl step polymerization reaction, Isocyanate-amine The hologram recording material as described in (1) above, which is a stepwise polymerization reaction or a polymerization reaction comprising a combination thereof.

(3)前記硬化性ポリマーは、反応性ポリマーと架橋剤とを含み、重合反応によりポリマーマトリックスを形成することを特徴とする前記(1)に記載のホログラム記録材料。
(4)前記ポリマーマトリックスは、熱反応により形成されることを特徴とする前記(2)または(3)に記載のホログラム記録材料。
(5)前記ポリマーマトリックスを形成する反応は、光屈折率変調成分の光屈折率変調反応と独立した反応であり、ポリマーマトリックス形成反応時に光屈折率変調成分を反応させないことを特徴とする前記(2)または(3)に記載のホログラム記録材料。
(6)前記反応性ポリマーがポリオールであり、前記架橋剤がNCO末端のプレポリマーであることを特徴とする前記(3)に記載のホログラム記録材料。
(7)前記ポリオールと前記NCO末端のプレポリマーとを混合した後12分以内に発熱ピークが発生することを特徴とする前記(6)に記載のホログラム記録材料。
(3) The hologram recording material according to (1), wherein the curable polymer includes a reactive polymer and a crosslinking agent, and forms a polymer matrix by a polymerization reaction.
(4) The hologram recording material according to (2) or (3), wherein the polymer matrix is formed by a thermal reaction.
(5) The reaction for forming the polymer matrix is a reaction independent of the photorefractive index modulation reaction of the photorefractive index modulation component, and the photorefractive index modulation component is not reacted during the polymer matrix formation reaction. The hologram recording material according to 2) or (3).
(6) The hologram recording material according to (3), wherein the reactive polymer is a polyol, and the crosslinking agent is an NCO-terminated prepolymer.
(7) The hologram recording material according to (6), wherein an exothermic peak occurs within 12 minutes after mixing the polyol and the NCO-terminated prepolymer.

(8)前記重合反応が、イソシアネート−水酸基段階重合反応、イソシアネート−アミン段階重合反応、もしくはそれらの組み合わせからなる重合反応であることを特徴とする前記(6)に記載のホログラム記録材料。
(9)前記NCO末端のプレポリマーが、芳香族イソシアネート、脂肪族イソシアネート、もしくはそれらの組み合わせから選択された物質からなることを特徴とする前記(6)に記載のホログラム記録材料。
(10)前記NCO末端のプレポリマーが、芳香族ジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート誘導体、もしくはそれらの組み合わせから選択された物質からなることを特徴とする前記(6)に記載のホログラム記録材料。
(11)前記ポリオールが、ポリプロピレンオキサイドのポリオールからなることを特徴とする前記(6)に記載のホログラム記録材料。
(12)前記ポリオールが、ポリテトラメチレンエーテルジオールからなることを特徴とする前記(6)に記載のホログラム記録材料。
(13)前記ホログラム記録材料が、厚さが200μm以上でΔnが3×10-3以上であることを特徴とする前記(6)に記載のホログラム記録材料。
(8) The hologram recording material according to (6), wherein the polymerization reaction is a polymerization reaction comprising an isocyanate-hydroxyl step polymerization reaction, an isocyanate-amine step polymerization reaction, or a combination thereof.
(9) The hologram recording material according to (6), wherein the NCO-terminated prepolymer comprises a substance selected from aromatic isocyanate, aliphatic isocyanate, or a combination thereof.
(10) The hologram recording material according to (6), wherein the NCO-terminated prepolymer comprises a substance selected from aromatic diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate derivatives, or a combination thereof. .
(11) The hologram recording material according to (6), wherein the polyol is a polypropylene oxide polyol.
(12) The hologram recording material according to (6), wherein the polyol is made of polytetramethylene ether diol.
(13) The hologram recording material according to (6), wherein the hologram recording material has a thickness of 200 μm or more and Δn of 3 × 10 −3 or more.

(14)前記NCO末端のプレポリマーが、ビスシクロヘキシルメタンジイソシアネート、ビスシクロヘキシルメタンジイソシアネートとポリテトラメチレングリコールとの反応により形成されるNCO末端のプレポリマー、ブチル化ヒドロキシトルエン、および/またはヘキサメチレンジイソシアネートの誘導体を含み、かつ前記ポリオールが、ポリプロピレンオキサイドのポリオールとポリテトラメチレンエーテルのポリオールを含み、前記ポリオールと前記NCO末端のプレポリマーとを混合した後12分以内に発熱ピークが発生することを特徴とする前記(6)に記載のホログラム記録材料。
(15)前記NCO末端のプレポリマーが、ジフェニルメタンジイソシアネート、トルエンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、およびヘキサメチレンジイソシアネートの誘導体から選択された物質を含み、かつ前記ポリオールが、ポリプロピレンオキサイドのポリオールを含み、かつ前記ポリオールと前記NCO末端のプレポリマーとを混合した後12分以内に発熱ピークが発生することを特徴とする前記(6)に記載のホログラム記録材料。
(16)前記硬化性ポリマーが、メラミン−ホルムアルデヒド樹脂からなることを特徴とする前記(1)に記載のホログラム記録材料。
(14) The NCO-terminated prepolymer is biscyclohexylmethane diisocyanate, an NCO-terminated prepolymer formed by the reaction of biscyclohexylmethane diisocyanate and polytetramethylene glycol, butylated hydroxytoluene, and / or hexamethylene diisocyanate. And the polyol contains a polyol of polypropylene oxide and a polyol of polytetramethylene ether, and an exothermic peak occurs within 12 minutes after mixing the polyol and the NCO-terminated prepolymer. The hologram recording material according to (6).
(15) The NCO-terminated prepolymer includes a substance selected from diphenylmethane diisocyanate, toluene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, and a derivative of hexamethylene diisocyanate, and the polyol includes a polyol of polypropylene oxide, and the polyol The hologram recording material according to (6), wherein an exothermic peak occurs within 12 minutes after mixing the NCO-terminated prepolymer.
(16) The hologram recording material according to (1), wherein the curable polymer is made of a melamine-formaldehyde resin.

(17)光屈折率変調成分と、硬化性ポリマーとを有し、前記光屈折率変調成分と硬化性ポリマーの系は相分離され、ホログラム形成に有効な波長の90゜光散乱における約7×10-3以下のレーリー比を示し、前記硬化性ポリマーは、前記光屈折率変調成分の光屈折率変調反応と独立した反応によって形成されることを特徴とする前記(1)に記載のホログラム記録材料。
(18)前記2)潜像発色−発色体自己増感増幅発色反応によりホログラム記録する方法が、少なくとも、潜像としてホログラム再生光波長に吸収のない発色体をホログラム露光により生成する第1の工程と、その発色体潜像にホログラム露光とは異なり、増感色素のモル吸光係数が5000以下の波長域の光を照射し発色体を自己増感増幅生成することにより、干渉縞を屈折率変調として記録する第2の工程を有し、それらを乾式処理にて行うことを特徴とする前記(1)〜(17)のいずれかに記載のホログラム記録材料。
(17) It has a light refractive index modulation component and a curable polymer, and the system of the light refractive index modulation component and the curable polymer is phase-separated, and is about 7 × in 90 ° light scattering at a wavelength effective for hologram formation. The hologram recording according to (1), wherein the holographic polymer exhibits a Rayleigh ratio of 10 −3 or less, and is formed by a reaction independent of a light refractive index modulation reaction of the light refractive index modulation component. material.
(18) The above-mentioned 2) latent image color development-color former self-sensitized amplification color development reaction is a method for recording a hologram by at least a hologram exposure to produce a color development body that does not absorb the hologram reproduction light wavelength as a latent image. Unlike the hologram exposure, the chromophore latent image is irradiated with light in the wavelength range where the molar absorption coefficient of the sensitizing dye is 5000 or less, and the chromophore is self-sensitized and amplified to produce a refractive index modulation of the interference fringes. The hologram recording material according to any one of the above (1) to (17), wherein the hologram recording material has a second step of recording as, and is performed by dry processing.

(19)前記1)発色反応または2)潜像発色−発色体自己増感増幅発色反応によりホログラム記録が可能である化合物群として、少なくとも、
1)ホログラム露光にて光を吸収し励起状態を生成する増感色素、及び
2)元の状態から吸収が長波長化しかつホログラム再生光波長に吸収を有さない発色体となることができる色素前駆体を含み、増感色素または発色体励起状態から電子移動またはエネルギー移動することにより、発色による屈折率変調を用いて干渉縞を記録することができる干渉縞記録成分、
を含むことを特徴とする前記(1)〜(17)のいずれかに記載のホログラム記録材料。
(20)前記3)潜像発色−発色体増感重合反応によりホログラム記録する方法が、少なくとも潜像としてホログラム再生光波長に吸収のない発色体をホログラム露光により生成する第1の工程と、その発色体潜像にホログラム露光とは異なる波長の光を照射することにより重合を起こし、干渉縞を屈折率変調として記録する第2の工程を有し、それらを乾式処理にて行うことを特徴とする前記(1)〜(17)のいずれかに記載のホログラム記録材料。
(19) As a compound group capable of hologram recording by the above 1) color development reaction or 2) latent image color development-color-former self-sensitized amplification color development reaction,
1) a sensitizing dye that absorbs light by hologram exposure and generates an excited state; and 2) a dye that can be a color former that has a longer wavelength than the original state and has no absorption at the hologram reproduction light wavelength. An interference fringe recording component that contains a precursor and can record interference fringes using refractive index modulation by color development by electron transfer or energy transfer from a sensitizing dye or color former excited state;
The hologram recording material according to any one of (1) to (17), wherein:
(20) The 3) latent image color development-method for recording a hologram by color development sensitization polymerization reaction includes a first step of producing a color development material that does not absorb at least a hologram reproduction light wavelength as a latent image by hologram exposure; It has a second step of causing polymerization by irradiating light having a wavelength different from that of hologram exposure to a color former latent image and recording interference fringes as refractive index modulation, and performing them by dry processing. The hologram recording material according to any one of (1) to (17).

(21)前記(20)に記載のホログラム記録が可能な化合物群として、少なくとも、1)第1の工程のホログラム露光にて光を吸収し励起状態を生成する増感色素、
2)第1の工程にて増感色素励起状態から、または第2の工程にて発色体励起状態から電子移動またはエネルギー移動することにより、元の状態から吸収が長波長化し、増感色素のモル吸光係数が5000以下の波長域に吸収を有しかつホログラム再生光波長に吸収を有さない発色体となることができる色素前駆体群、
3)第1の工程にて増感色素励起状態から、第2の工程にて発色体励起状態から電子移動
またはエネルギー移動することにより、重合性化合物の重合を開始することができる重合開始剤、
4)重合性化合物、及び
5)バインダー、
を有することを特徴とする前記(1)〜(17)のいずれかに記載のホログラム記録材料。
(21) As a compound group capable of hologram recording according to (20), at least 1) a sensitizing dye that absorbs light and generates an excited state by hologram exposure in the first step,
2) Absorption becomes longer in wavelength from the original state by transferring electrons or energy from the excited state of the sensitizing dye in the first step or from the excited state of the chromophore in the second step. A group of dye precursors which can be a color former having an absorption in a wavelength region having a molar extinction coefficient of 5000 or less and having no absorption in a hologram reproduction light wavelength;
3) A polymerization initiator capable of initiating polymerization of the polymerizable compound by electron transfer or energy transfer from the sensitizing dye excited state in the first step and from the color former excited state in the second step,
4) a polymerizable compound, and 5) a binder,
The hologram recording material according to any one of (1) to (17), wherein:

(22)前記5)色素消色反応によりホログラム記録が可能な化合物群として、少なくとも、
1)ホログラム露光にて光を吸収し励起状態を生成する増感色素、及び
2)干渉縞記録成分として消色性色素、または、ラジカル発生剤、酸発生剤、塩基発生剤、求核剤発生剤、求電子剤発生剤、三重項酸素のいずれかからなる消色剤前駆体及び消色性色素、
を有し、増感色素がホログラム露光により励起状態を生成した後、消色性色素へ直接エネルギー移動または電子移動して消色性色素を消色することにより、または消色剤前駆体へエネルギー移動または電子移動することにより消色剤前駆体から消色剤を発生させ、その消色剤が消色性色素を消色することにより、屈折率変調により干渉縞を形成することを特徴とする前記(1)〜(17)のいずれかに記載のホログラム記録材料。
(22) The compound group capable of holographic recording by 5) dye decoloring reaction, at least,
1) a sensitizing dye that absorbs light by hologram exposure to generate an excited state, and 2) a decolorizable dye or a radical generator, an acid generator, a base generator, and a nucleophile as an interference fringe recording component. Agent, electrophile generator, decolorizer precursor and decolorizable dye consisting of triplet oxygen,
After the sensitizing dye generates an excited state by hologram exposure, energy transfer to the decolorable dye directly or electron transfer to erase the decolorable dye, or energy to the decolorizer precursor A decoloring agent is generated from the decoloring agent precursor by moving or electron transfer, and the decoloring agent decolors the decoloring dye, thereby forming an interference fringe by refractive index modulation. The hologram recording material according to any one of (1) to (17).

(23)前記6)残存消色色素潜像−潜像増感重合反応によりホログラム記録する方法が、ホログラム露光波長に吸収を有する増感色素がホログラム露光時に光を吸収して励起状態を生成した後、前記(22)に記載の消色性色素へ直接エネルギー移動または電子移動して消色性色素を消色することにより、または消色剤前駆体とエネルギー移動または電子移動することにより消色剤前駆体から消色剤を発生させ、その消色剤が消色性色素を消色することにより、消色されなかった残存消色性色素を潜像とする第1の工程と、その残存消色性色素潜像にホログラム露光とは異なる波長の光を照射することにより、エネルギー移動または電子移動により重合開始剤を活性化させて重合を起こし、干渉縞を屈折率変調として記録する第2の工程を有することを特徴とする前記(1)〜(17)のいずれかに記載のホログラム記録材料。   (23) In the method of 6) recording a hologram by residual decolorizable dye latent image-latent image sensitizing polymerization reaction, a sensitizing dye having absorption at the hologram exposure wavelength absorbs light during hologram exposure to generate an excited state. Thereafter, the color erasing is performed by directly transferring energy or electron to the erasable dye described in (22) to erase the erasable dye, or by transferring energy or electron with the decolorizer precursor. A decoloring agent is generated from the agent precursor, and the decoloring agent decolorizes the decolorizable dye, whereby the remaining decolorable dye that has not been decolored becomes a latent image, and the residual By irradiating the decolorable dye latent image with light having a wavelength different from that of hologram exposure, the polymerization initiator is activated by energy transfer or electron transfer to cause polymerization, and the interference fringes are recorded as refractive index modulation. The process The hologram recording material according to any one of (1) to (17), characterized in that.

(24)前記(23)に記載のホログラム記録が可能な化合物群として、少なくとも、1)第1の工程のホログラム露光にて光を吸収し励起状態を生成する増感色素、及び
2)第1の工程にて増感色素励起状態から、直接エネルギー移動または電子移動する結果、または消色剤前駆体へエネルギー移動または電子移動することにより消色剤を発生させる結果、消色することができるホログラム再生光波長のモル吸光係数が1000以下の消色性色素、
3)第2の工程にて残存消色性色素励起状態から電子移動またはエネルギー移動することにより、重合性化合物の重合を開始することができる重合開始剤(場合により2)の消色剤前駆体を兼ねる)、
4)重合性化合物、及び
5)バインダー、
を有することを特徴とする前記(1)〜(17)のいずれかに記載のホログラム記録材料。
(24) As a group of compounds capable of hologram recording as described in (23), at least 1) a sensitizing dye that absorbs light and generates an excited state by hologram exposure in the first step, and 2) first. Hologram that can be decolored as a result of direct energy transfer or electron transfer from the excited state of the sensitizing dye in the process of step 1 or as a result of generating a decolorant by energy transfer or electron transfer to the decolorizer precursor A decolorizable dye having a molar extinction coefficient of a reproduction light wavelength of 1000 or less,
3) A decolorizer precursor of a polymerization initiator (possibly 2) capable of initiating polymerization of the polymerizable compound by electron transfer or energy transfer from the remaining decolorizable dye excited state in the second step. )
4) a polymerizable compound, and 5) a binder,
The hologram recording material according to any one of (1) to (17), wherein:

(25)ホログラム記録が書き換えできない方式であることを特徴とする前記(1)〜(24)のいずれかに記載のホログラム記録材料。
(26)10回以上の多重記録が可能であることを特徴とする前記(1)〜(24)のいずれかに記載のホログラム記録材料。
(27)多重記録の際の露光量がいずれの多重記録の際も終始一定のまま多重記録できることを特徴とする前記(26)に記載のホログラム記録材料。
(28)前記(1)〜(27)のいずれかに記載のホログラム記録材料からなることを特徴とする光記録媒体。
(29)前記(1)〜(27)のいずれかに記載のホログラム記録材料が保存時に遮光カートリッジ内に保存されていることを特徴とする光記録媒体。
(25) The hologram recording material as described in any one of (1) to (24) above, wherein the hologram recording is a system that cannot be rewritten.
(26) The hologram recording material according to any one of (1) to (24), wherein multiple recording can be performed 10 times or more.
(27) The hologram recording material as described in (26) above, wherein the multiple recording can be performed with the exposure amount being constant throughout the multiple recording.
(28) An optical recording medium comprising the hologram recording material according to any one of (1) to (27).
(29) An optical recording medium, wherein the hologram recording material according to any one of (1) to (27) is stored in a light-shielding cartridge at the time of storage.

本発明によれば、高密度光記録媒体、3次元ディスプレイ、ホログラフィック光学素子等への応用可能な高感度かつ高回折効率、良保存性、低収縮率、乾式処理、多重記録特性(高記録密度)を両立することができるホログラム記録材料およびこれを用いた光記録媒体が提供される。   According to the present invention, high sensitivity and high diffraction efficiency applicable to high density optical recording media, three-dimensional displays, holographic optical elements, etc., good storage stability, low shrinkage, dry processing, multiple recording characteristics (high recording characteristics) A hologram recording material capable of achieving both (density) and an optical recording medium using the same are provided.

以下に本発明のホログラム記録材料について詳しく説明する。
本発明のホログラム記録材料は、光屈折率変調成分と、硬化性ポリマーとを有し、該光屈折率変調成分は、1)発色反応、2)潜像発色−発色体自己増感増幅発色反応、3)潜像発色−発色体増感重合反応、4)固有複屈折率を有する化合物の配向変化、5)色素消色反応、6)残存消色色素潜像−潜像増感重合反応のいずれかの方法により干渉縞を屈折率変調として記録する成分であることを特徴としている。
The hologram recording material of the present invention will be described in detail below.
The hologram recording material of the present invention has a photorefractive index modulation component and a curable polymer, and the photorefractive index modulation component is 1) color development reaction, 2) latent image color development-colored body self-sensitized amplification color development reaction. 3) Latent image color development-colored body sensitized polymerization reaction, 4) Orientation change of compound having intrinsic birefringence, 5) Dye decolorization reaction, 6) Residual color erasable dye latent image-latent image sensitization polymerization reaction It is a component that records interference fringes as refractive index modulation by any method.

なお、本発明のホログラム記録材料は、湿式処理を行わないことが好ましい。
本発明のホログラム記録材料は、書き換えできない方式であることが好ましい。なおここで、書き換えできない方式とは、不可逆反応により記録される方式であり、一度記録されたデータは、さらに上書き記録して書き換えしようとしても書き換えされることなく保存できる方式を示す。したがって重要でかつ長期保存が必要なデータの保存に適する。ただし無論、まだ記録されていない領域に新たに追記して記録していくことは可能である。そのような意味で、一般には「追記型」または「ライトワンス型」と呼ばれる。
The hologram recording material of the present invention is preferably not subjected to wet processing.
The hologram recording material of the present invention is preferably a system that cannot be rewritten. Here, the non-rewritable method is a method of recording by irreversible reaction, and indicates a method in which once recorded data can be stored without being rewritten even if it is overwritten and recorded. Therefore, it is suitable for storing important data that requires long-term storage. However, of course, it is possible to newly record in an area that has not been recorded yet. In that sense, it is generally called “write-once type” or “write-once type”.

本発明のホログラム記録に用いる光は好ましくは波長200〜2000nmの紫外光、可視光、赤外光のいずれかであり、より好ましくは波長300〜700nmの紫外光または可視光であり、さらに好ましくは400〜700nmの可視光である。
さらに、本発明のホログラム記録に用いる光としては、コヒーレントな(位相及び波長のそろった)レーザー光が好ましい。用いられるレーザーとしては、固体レーザー、半導体レーザー、気体レーザー、液体レーザーのいずれでも良いが、好ましいレーザー光としては例えば、532nmのYAGレーザー2倍波、355nmのYAGレーザー3倍波、400〜415nm付近のGaNやInGaN等の半導体レーザー、650〜660nm付近のAlGaInP等の半導体レーザー、488または515nmのArイオンレーザー、632または633nmのHe−Neレーザー、647nmのKrイオンレーザー、694nmのルビーレーザーや636、634、538、534、442nmのHe−Cdレーザーなどが挙げられる。
また、ナノ秒やピコ秒オーダーのパルスレーザーを用いることも好ましい。
本発明のホログラム記録材料を光記録媒体に使用する場合は、532nmのYAGレーザー2倍波または400〜415nm付近のGaNやInGaNレーザー、650〜660nm付近のAlGaInP等の半導体レーザーを用いることが好ましい。
ホログラム露光(記録)に用いる光の波長に対し、ホログラム再生に用いる光の波長は同じであるか、長波長であることが好ましく、同じであることがより好ましい。
The light used for hologram recording of the present invention is preferably any of ultraviolet light, visible light, and infrared light having a wavelength of 200 to 2000 nm, more preferably ultraviolet light or visible light having a wavelength of 300 to 700 nm, and still more preferably. It is visible light of 400 to 700 nm.
Furthermore, the light used for the hologram recording of the present invention is preferably a coherent laser beam (having the same phase and wavelength). The laser used may be any of a solid laser, a semiconductor laser, a gas laser, and a liquid laser. Preferred laser beams include, for example, a 532 nm YAG laser double wave, a 355 nm YAG laser triple wave, and a vicinity of 400 to 415 nm. Semiconductor lasers such as GaN and InGaN, semiconductor lasers such as AlGaInP around 650 to 660 nm, 488 or 515 nm Ar ion laser, 632 or 633 nm He—Ne laser, 647 nm Kr ion laser, 694 nm ruby laser and 636, 634, 538, 534, and 442 nm He—Cd laser.
It is also preferable to use a nanosecond or picosecond order pulse laser.
When the hologram recording material of the present invention is used for an optical recording medium, it is preferable to use a semiconductor laser such as a 532 nm YAG laser double wave, a GaN or InGaN laser near 400 to 415 nm, or an AlGaInP near 650 to 660 nm.
The wavelength of light used for hologram reproduction is preferably the same or longer than the wavelength of light used for hologram exposure (recording), and more preferably the same.

本発明のホログラム記録材料においては、ホログラム露光の後に、光または熱、あるいはその両方により定着工程を行っても良い。
特に本発明のホログラム記録材料に酸増殖剤または塩基増殖剤を用いる場合、酸増殖剤または塩基増殖剤を有効に機能させる点においても定着に加熱を用いることが好ましい。
光定着の場合は、ホログラム記録材料全域に紫外光または可視光を全面照射(非干渉露光)する。用いる光源として好ましくは、可視光レーザー、紫外光レーザー、カーボンアーク、高圧水銀灯、キセノンランプ、メタルハライドランプ、蛍光ランプ、タングステンランプ、LED、有機ELなどが挙げられる。
熱定着の場合は、好ましくは40℃〜160℃、より好ましくは60℃〜130℃にて定着工程を行うことが好ましい。
光定着と熱定着を両方行う際は、光と熱を同時に加えても、光と熱を別々に加えてもよい。
In the hologram recording material of the present invention, after the hologram exposure, a fixing step may be performed by light, heat, or both.
In particular, when an acid proliferating agent or a base proliferating agent is used in the hologram recording material of the present invention, it is preferable to use heating for fixing from the viewpoint of allowing the acid proliferating agent or the base proliferating agent to function effectively.
In the case of light fixing, the entire area of the hologram recording material is irradiated with ultraviolet light or visible light (non-interference exposure). Preferred examples of the light source used include a visible light laser, an ultraviolet light laser, a carbon arc, a high-pressure mercury lamp, a xenon lamp, a metal halide lamp, a fluorescent lamp, a tungsten lamp, an LED, and an organic EL.
In the case of thermal fixing, the fixing step is preferably performed at 40 ° C to 160 ° C, more preferably 60 ° C to 130 ° C.
When both photofixing and heat fixing are performed, light and heat may be applied simultaneously, or light and heat may be added separately.

なお、干渉縞記録の際の屈折率変調量は0.00001〜0.5であることが好ましく、0.0001〜0.3であることがより好ましい。なお、ホログラム記録材料の膜厚が厚い程屈折率変調量は少ない方が好ましく、ホログラム記録材料の膜厚が薄い程屈折率変調量は多い方が好ましい。   The refractive index modulation amount at the time of interference fringe recording is preferably 0.00001 to 0.5, and more preferably 0.0001 to 0.3. In addition, it is preferable that the refractive index modulation amount is smaller as the film thickness of the hologram recording material is larger, and it is preferable that the refractive index modulation amount is larger as the film thickness of the hologram recording material is thinner.

ホログラム記録材料の(相対)回折効率ηは以下の式で与えられる。
η=Idiff/Io (式1)
ここでIoは回折されない透過光の強度であり、Idiffは回折(透過型)または反射(反射型)された光強度である。回折効率は0〜100%のいずれかの値を取るが、30%以上であることが好ましく、60%以上であることがより好ましく、80%以上であることが最も好ましい。
The (relative) diffraction efficiency η of the hologram recording material is given by the following equation.
η = Idiff / Io (Formula 1)
Here, Io is the intensity of transmitted light that is not diffracted, and Idiff is the intensity of light that is diffracted (transmission type) or reflected (reflection type). The diffraction efficiency takes any value from 0 to 100%, preferably 30% or more, more preferably 60% or more, and most preferably 80% or more.

ホログラム記録材料の感度は、一般に単位面積当たりの露光量(mJ/cm2)で表され、この値が小さい程感度が高いと言える。しかし、どの時点の露光量をもって感度とするかは、文献、特許によってまちまちであり、記録(屈折率変調)のはじまる露光量とする場合、最大回折効率(屈折率変調)を与える露光量とする場合、最大回折効率の半分の回折効率を与える露光量とする場合、露光量Eに対し、回折効率の傾きが最大となる露光量とする場合などある。
また、クーゲルニックの理論式より、ある回折効率を与えるための屈折率変調量Δnは膜厚dに反比例する。つまり、ある回折効率を与えるための感度は膜厚によっても異なり、膜厚dが厚くなる程少ない屈折率変調量Δnで済む。したがって、膜厚等の条件を揃えない限り、感度は一概には比較することはできない。
本発明においては、感度を「最大回折効率の半分の回折効率を与える露光量(mJ/cm2)」とした場合、本発明のホログラム記録材料の感度は、例えば膜厚が10〜200μm程度の場合、2J/cm2以下であることが好ましく、1J/cm2以下であることがより好ましく、500mJ/cm2以下であることがさらに好ましく、200mJ/cm2以下であることが最も好ましい。
The sensitivity of the hologram recording material is generally expressed by the exposure amount per unit area (mJ / cm 2 ), and it can be said that the smaller this value, the higher the sensitivity. However, the exposure amount at which time is taken as sensitivity varies depending on documents and patents. When the exposure amount starts recording (refractive index modulation), the exposure amount gives the maximum diffraction efficiency (refractive index modulation). In some cases, the exposure amount giving a diffraction efficiency half that of the maximum diffraction efficiency may be an exposure amount at which the gradient of the diffraction efficiency is maximized with respect to the exposure amount E.
Further, from the Kugelnick's theoretical formula, the refractive index modulation amount Δn for giving a certain diffraction efficiency is inversely proportional to the film thickness d. That is, the sensitivity for giving a certain diffraction efficiency varies depending on the film thickness, and the smaller the refractive index modulation amount Δn is, the thicker the film thickness d is. Therefore, unless conditions such as film thickness are matched, the sensitivity cannot be generally compared.
In the present invention, when the sensitivity is “exposure amount giving half the maximum diffraction efficiency (mJ / cm 2 )”, the sensitivity of the hologram recording material of the present invention is, for example, about 10 to 200 μm in film thickness. If, is preferably 2J / cm 2 or less, more preferably 1 J / cm 2 or less, further preferably 500 mJ / cm 2 or less, and most preferably 200 mJ / cm 2 or less.

本発明のホログラム記録材料を光記録媒体としてホログラフィックメモリに用いる際は、DMDやLCDといった空間光変調素子(SLM)を用いて2次元デジタル情報(信号光と呼ぶ)を数多く記録していくことが好ましい。記録には記録密度を上げるために多重記録を用いることが好ましく、多重記録の方法には、角度多重、位相多重、波長多重、シフト多重などの多重記録を行う方法があるが、角度多重記録またはシフト多重記録を用いることが好ましい。また、再生される2次元データの読み出しにはCCDやCMOSが好ましく用いられる。   When the hologram recording material of the present invention is used as an optical recording medium in a holographic memory, a large amount of two-dimensional digital information (referred to as signal light) is recorded using a spatial light modulation element (SLM) such as DMD or LCD. Is preferred. In order to increase the recording density, it is preferable to use multiplex recording. The multiplex recording method includes multiplex recording such as angle multiplex, phase multiplex, wavelength multiplex, and shift multiplex. It is preferable to use shift multiple recording. Also, a CCD or CMOS is preferably used for reading the reproduced two-dimensional data.

本発明のホログラム記録材料は、光記録媒体としてホログラフィックメモリに用いる際は、容量(記録密度)を向上させるために多重記録を行うことが必須である。その際、10回以上の多重記録を行うことがより好ましく、50回以上の多重記録を行うことがさらに好ましく、100回以上の多重記録を行うことが最も好ましい。さらに、多重記録の際の露光量がいずれの多重記録の際も終始一定のまま多重記録できることが記録システム簡
略化、S/N比向上等の点でより好ましい。
When the hologram recording material of the present invention is used in a holographic memory as an optical recording medium, it is essential to perform multiplex recording in order to improve the capacity (recording density). At that time, it is more preferable to perform multiplex recording 10 times or more, more preferably 50 times or more, and most preferably 100 times or more. Further, it is more preferable from the viewpoints of simplifying the recording system, improving the S / N ratio, etc. that the exposure amount in the multiple recording can be kept constant throughout the multiple recording.

なお、本発明のホログラム記録材料を光記録媒体に用いる際は、保存時ホログラム記録材料は遮光カートリッジ内に保存されていることが好ましい。また、記録光及び再生光波長以外の紫外光、可視光、赤外光の波長域の一部をカットすることができる遮光フィルターをホログラム記録材料の表面、裏面またはその両面に備え付けていることも好ましい。   When the hologram recording material of the present invention is used for an optical recording medium, it is preferable that the hologram recording material during storage is stored in a light shielding cartridge. In addition, a light shielding filter capable of cutting a part of the wavelength range of ultraviolet light, visible light, and infrared light other than the recording light and reproduction light wavelengths may be provided on the front surface, back surface, or both surfaces of the hologram recording material. preferable.

本発明のホログラム記録材料を光記録媒体に用いる際は、光記録媒体はディスク状でもカード状でもテープ状であっても良くいかなる形状であっても良い。   When the hologram recording material of the present invention is used for an optical recording medium, the optical recording medium may be disk-shaped, card-shaped, tape-shaped, or any shape.

以下に本発明の光屈折率変調成分とこれを用いたホログラム記録方法について詳しく説明する。   The optical refractive index modulation component of the present invention and a hologram recording method using the same will be described in detail below.

1)発色反応による干渉縞記録
本発明にて発色反応とは、200〜2000nmの紫外光、可視光、赤外光の領域にて、吸収スペクトル形が変化するような反応を示し、より好ましくは吸収スペクトルにおいてλmaxが長波長化、εが増大のいずれかが起こるような反応を示し、さらに好ましくはその両方が起こるような反応を示す。また、発色反応は200〜1000nmの波長領域で起こることがより好ましく、300〜900nmの波長領域で起こることがさらに好ましい。
1) Interference fringe recording by color development reaction In the present invention, the color development reaction indicates a reaction in which the absorption spectrum shape changes in the region of ultraviolet light, visible light and infrared light of 200 to 2000 nm, more preferably In the absorption spectrum, it shows a reaction in which either λmax becomes longer wavelength or ε increases, and more preferably, a reaction in which both occur. Moreover, it is more preferable that the color development reaction occurs in a wavelength region of 200 to 1000 nm, and it is more preferable that the color development reaction occurs in a wavelength region of 300 to 900 nm.

記録が発色反応による場合は、本発明のホログラム記録材料は好ましくは、
少なくとも、
1)ホログラム露光にて光を吸収し励起状態を生成する増感色素、と、
2)元の状態から吸収が長波長化しかつホログラム再生光波長に吸収を有さない発色体となることができる色素前駆体を含み、増感色素励起状態から電子移動またはエネルギー移動することにより、発色による屈折率変調を用いて干渉縞を記録することができる干渉縞記録成分、を含むことが好ましい。
When recording is based on a color development reaction, the hologram recording material of the present invention is preferably
at least,
1) a sensitizing dye that absorbs light by hologram exposure and generates an excited state;
2) including a dye precursor that can be a color former whose absorption is increased from the original state and has no absorption at the hologram reproduction light wavelength, and by electron transfer or energy transfer from the sensitizing dye excited state, It is preferable to include an interference fringe recording component capable of recording an interference fringe using refractive index modulation by color development.

ここで、色素の屈折率は一般に、線形吸収極大波長(λmax)付近からそれより長波長な領域で高い値を取り、特にλmaxからλmaxより200nm程長波長な領域において非常に高い値を取り、色素によっては1.8を超え、場合によっては2を超えるような高い値をとる。その一方で、バインダーポリマー等の色素ではない有機化合物は通常1.4〜1.6程度の屈折率である。
よって、ホログラム露光により色素前駆体を発色させることは、吸収率差だけでなく、大きな屈折率差も好ましく形成できることがわかる。
本発明のホログラム記録材料は、屈折率変調により干渉縞を記録する位相型ホログラム記録材料であることが高回折効率の点で好ましい。つまり、ホログラム再生時には、ホログラム記録材料が再生光波長に吸収を有さないか、ほとんど吸収を有さないことが好ましい。
したがって、本発明の色素前駆体がホログラム露光後発色体になる際には、ホログラム記録及び再生波長に吸収を有さずに、それよりも短波長側に吸収を有する発色体となることが好ましい。また増感色素の方は、ホログラム記録またはその後の定着の際に分解してその吸収及び増感機能を失うことが好ましい。
Here, the refractive index of the dye generally takes a high value from the vicinity of the linear absorption maximum wavelength (λmax) in a region having a longer wavelength than that, and particularly takes a very high value in a region having a wavelength as long as 200 nm from λmax to λmax, Some dyes have high values exceeding 1.8 and in some cases exceeding 2. On the other hand, organic compounds that are not pigments such as binder polymers usually have a refractive index of about 1.4 to 1.6.
Therefore, it can be seen that coloring the dye precursor by hologram exposure can preferably form not only an absorptivity difference but also a large refractive index difference.
The hologram recording material of the present invention is preferably a phase-type hologram recording material that records interference fringes by refractive index modulation in terms of high diffraction efficiency. That is, at the time of hologram reproduction, it is preferable that the hologram recording material has no absorption or little absorption at the reproduction light wavelength.
Therefore, when the dye precursor of the present invention becomes a color former after hologram exposure, it is preferable that the color precursor does not have absorption at the hologram recording and reproduction wavelength but has absorption at a shorter wavelength side than that. . The sensitizing dye is preferably decomposed during hologram recording or subsequent fixing to lose its absorption and sensitizing functions.

さらに、大きな屈折率変調を与え感度やダイナミックレンジを増すためには、本発明の色素前駆体は、ホログラム露光後、ホログラム記録及び再生波長に吸収を有さず、ホログラム記録波長とホログラム記録波長から200nm短波長な波長の間の領域に、吸収極大を有する発色体となることが好ましく、ホログラム記録波長とホログラム記録波長から100nm短波長な波長の間の領域に吸収極大を有する発色体となることがより好ましい。   Furthermore, in order to increase the refractive index modulation and increase the sensitivity and dynamic range, the dye precursor of the present invention has no absorption at the hologram recording and reproduction wavelength after hologram exposure, and from the hologram recording wavelength and the hologram recording wavelength. It is preferable to be a color former having an absorption maximum in a region between wavelengths of 200 nm short wavelength, and to be a color body having an absorption maximum in a region between the hologram recording wavelength and a wavelength of 100 nm short wavelength from the hologram recording wavelength. Is more preferable.

まず、本発明のホログラム露光にて光を吸収し励起状態を生成する増感色素について詳しく説明する。   First, the sensitizing dye that absorbs light and generates an excited state in the hologram exposure of the present invention will be described in detail.

本発明の増感色素としては好ましくは、波長200〜2000nmの紫外光、可視光、赤外光のいずれかを吸収して励起状態を生成するものであり、より好ましくは波長300〜700nmの紫外光または可視光を吸収して励起状態を生成するものであり、さらに好ましくは400〜700nmの可視光を吸収して励起状態を生成するものである。   The sensitizing dye of the present invention preferably generates an excited state by absorbing any of ultraviolet light, visible light, and infrared light having a wavelength of 200 to 2000 nm, more preferably ultraviolet light having a wavelength of 300 to 700 nm. It absorbs light or visible light to generate an excited state, and more preferably absorbs visible light of 400 to 700 nm to generate an excited state.

本発明の増感色素として好ましくはシアニン色素、スクワリリウムシアニン色素、スチリル色素、ピリリウム色素、メロシアニン色素、ベンジリデン色素、オキソノール色素、アズレニウム色素、クマリン色素、ケトクマリン色素、スチリルクマリン色素、ピラン色素、キサンテン色素、チオキサンテン色素、フェノチアジン色素、フェノキサジン色素、フェナジン色素、フタロシアニン色素、アザポルフィリン色素、ポルフィリン色素、縮環芳香族系色素、ペリレン色素、アゾメチン色素、アントラキノン色素、金属錯体色素、メタロセン色素等が挙げられ、より好ましくは、シアニン色素、スクワリリウムシアニン色素、ピリリウム色素、メロシアニン色素、オキソノール色素、クマリン色素、ケトクマリン色素、スチリルクマリン色素、ピラン色素、キサンテン色素、チオキサンテン色素、縮環芳香族系色素、金属錯体色素、メタロセン色素が挙げられ、さらに好ましくはシアニン色素、メロシアニン色素、オキソノール色素、金属錯体色素、メタロセン色素が挙げられる。なお、金属錯体色素としては特にRu錯体色素が、メタロセン色素としては特にフェロセン類が好ましい。
その他に「色素ハンドブック」(大河原信他編 講談社 1986年)、「機能性色素の化学」(大河原信他編 シーエムシー 1981年)、「特殊機能材料」(池森忠三郎他編 シーエムシー 1986年)に記載される色素および染料も本発明の増感色素として用いることができる。なお、本発明の増感色素はこれらに限定されるものではなく、可視域の光に対して吸収を示す色素および染料であればどれでも用いることができる。これらの増感色素は、使用目的に応じて光源となるレーザーの波長に合うように選択することができ、用途によっては2種類以上の増感色素を組み合わせて使用しても構わない。
The sensitizing dye of the present invention is preferably a cyanine dye, squarylium cyanine dye, styryl dye, pyrylium dye, merocyanine dye, benzylidene dye, oxonol dye, azurenium dye, coumarin dye, ketocoumarin dye, styrylcoumarin dye, pyran dye, xanthene dye. Thioxanthene dye, phenothiazine dye, phenoxazine dye, phenazine dye, phthalocyanine dye, azaporphyrin dye, porphyrin dye, fused ring aromatic dye, perylene dye, azomethine dye, anthraquinone dye, metal complex dye, metallocene dye, etc. And more preferably cyanine dyes, squarylium cyanine dyes, pyrylium dyes, merocyanine dyes, oxonol dyes, coumarin dyes, ketocoumarin dyes, styryl coumarin dyes. Pyran dyes, xanthene dyes, thioxanthene dyes, condensed aromatic dyes, metal complex dyes, include metallocene dyes, more preferred are cyanine dyes, merocyanine dyes, oxonol dyes, metal complex dyes, metallocene dyes. As the metal complex dye, a Ru complex dye is particularly preferable, and as the metallocene dye, ferrocenes are particularly preferable.
In addition, “Dye Handbook” (Shin Okawara et al., Kodansha 1986), “Chemistry of Functional Dye” (Shin Okawara et al. CMC 1981), “Special Functional Materials” (Chemical Icmori Others CMC 1986) The dyes and dyes described in 1) can also be used as the sensitizing dye of the present invention. The sensitizing dye of the present invention is not limited to these, and any dye and dye that absorbs visible light can be used. These sensitizing dyes can be selected in accordance with the wavelength of the laser serving as a light source according to the purpose of use, and two or more kinds of sensitizing dyes may be used in combination depending on the application.

なお、ホログラム記録材料は厚膜で使用しかつ記録光の多くが膜を透過する必要があるため、ホログラム露光波長における増感色素のモル吸光係数を小さくすることにより増感色素添加量を極力多くすることが高感度化のために好ましい。ホログラム露光波長における増感色素のモル吸光係数は1以上10000以下であることが好ましく、1以上5000以下であることがより好ましく、5以上2500以下であることがさらに好ましく、10以上1000以下であることが最も好ましい。   Since the hologram recording material is used in a thick film and most of the recording light needs to pass through the film, the addition amount of the sensitizing dye is increased as much as possible by reducing the molar extinction coefficient of the sensitizing dye at the hologram exposure wavelength. It is preferable to increase the sensitivity. The molar extinction coefficient of the sensitizing dye at the hologram exposure wavelength is preferably 1 or more and 10,000 or less, more preferably 1 or more and 5000 or less, further preferably 5 or more and 2500 or less, and more preferably 10 or more and 1000 or less. Most preferred.

また、ホログラム記録材料の記録波長光の透過率は10〜99%であることが好ましく、20〜95%であることがより好ましく、30〜90%であることがさらに好ましく、40〜85%であることが、回折効率、感度、記録密度(多重度)の点で最も好ましい。したがって、そのようになるようにホログラム記録材料の膜厚に合わせて増感色素の記録波長におけるモル吸光係数と添加モル濃度を調整することが好ましい。   The recording wavelength light transmittance of the hologram recording material is preferably 10 to 99%, more preferably 20 to 95%, further preferably 30 to 90%, and 40 to 85%. It is most preferable in terms of diffraction efficiency, sensitivity, and recording density (multiplicity). Therefore, it is preferable to adjust the molar extinction coefficient and the added molar concentration at the recording wavelength of the sensitizing dye in accordance with the film thickness of the hologram recording material so as to be like that.

また、増感色素のλmaxはホログラム記録波長よりも短波長であることがより好ましく、ホログラム記録波長と同じから100nm短波長な範囲の間であることがさらに好ましい。   Further, λmax of the sensitizing dye is preferably shorter than the hologram recording wavelength, and more preferably in the range from the same as the hologram recording wavelength to a wavelength shorter than 100 nm.

さらに、増感色素の記録波長におけるモル吸光係数はλmaxのモル吸光係数の5分の1以下であることが好ましく、10分の1以下であることがより好ましい。
特に増感色素がシアニン色素やメロシアニン色素のような有機色素の時は20分の1以下であることがより好ましく、50分の1以下であることがさらに好ましく、100分の1以下であることが最も好ましい。
以下に本発明の増感色素の具体的な例を挙げるが、本発明はこれに限定されるわけではない。
Further, the molar extinction coefficient at the recording wavelength of the sensitizing dye is preferably 1/5 or less of the molar extinction coefficient of λmax, and more preferably 1/10 or less.
In particular, when the sensitizing dye is an organic dye such as a cyanine dye or a merocyanine dye, it is preferably 1/20 or less, more preferably 1/50 or less, and 1/100 or less. Is most preferred.
Specific examples of the sensitizing dye of the present invention are given below, but the present invention is not limited thereto.

Figure 2006235386
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なお、ホログラム記録波長が532nmのYAGレーザー2倍波の場合、増感色素としてはベンゾオキサゾール環を有するトリメチンシアニン色素、Ru錯体色素、フェロセン類が特に好ましく、400〜415nmのGaNやInGaN等のレーザーの場合、ベンゾオキサゾール環を有するモノメチンシアニン色素、Ru錯体色素、フェロセン類が特に好ましい。   In the case of a YAG laser double wave with a hologram recording wavelength of 532 nm, the sensitizing dye is particularly preferably a trimethine cyanine dye having a benzoxazole ring, a Ru complex dye, or ferrocenes, such as GaN or InGaN having a wavelength of 400 to 415 nm. In the case of a laser, a monomethine cyanine dye having a benzoxazole ring, a Ru complex dye, and ferrocenes are particularly preferable.

本発明の増感色素の好ましい例としては他に、特願2004−238427号に記載されている。本発明の増感色素は市販品であるか、あるいは公知の方法により合成することができる。   Other preferred examples of the sensitizing dye of the present invention are described in Japanese Patent Application No. 2004-238427. The sensitizing dye of the present invention is a commercial product, or can be synthesized by a known method.

干渉縞記録成分として好ましくは、以下の組み合わせが挙げられる。これらについては、具体例として好ましくは、特願2004−238077号に記載されている例が挙げられる。   As the interference fringe recording component, the following combinations are preferable. About these, the example described in Japanese Patent Application No. 2004-238077 is mentioned preferably as a specific example.

i)少なくとも色素前駆体としての酸発色型色素前駆体と、さらに酸発生剤を含む組み合わせ。必要によりさらに酸増殖剤を含む組み合わせ。
酸発生剤としてはジアリールヨードニウム塩、スルホニウム塩、スルホン酸エステルが好ましく、先述の酸発生剤(カチオン重合開始剤)を好ましく用いることができる。
酸発色型色素前駆体から生成する発色体はキサンテン色素、フルオラン色素またはトリフェニルメタン色素が好ましい。酸発色型色素前駆体の特に好ましい具体例を以下に挙げるが、本発明はこれに限定されるわけではない。
i) A combination comprising at least an acid color-forming dye precursor as a dye precursor and an acid generator. A combination further containing an acid proliferating agent if necessary.
As the acid generator, diaryl iodonium salts, sulfonium salts and sulfonic acid esters are preferable, and the above-described acid generator (cationic polymerization initiator) can be preferably used.
The color former generated from the acid color-formable dye precursor is preferably a xanthene dye, a fluorane dye or a triphenylmethane dye. Particularly preferred specific examples of the acid coloring dye precursor are listed below, but the present invention is not limited thereto.

Figure 2006235386
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また、本発明の酸発色型色素前駆体としては、酸(プロトン)付加により発色するシアニンベース(ロイコシアニン色素)も好ましく用いられる。シアニンベースの好ましい具体例を以下に示すが、本発明はこれに限定されるわけではない。   In addition, as the acid color-forming dye precursor of the present invention, a cyanine base (leucocyanine dye) that develops color by addition of an acid (proton) is also preferably used. Although the preferable example of a cyanine base is shown below, this invention is not necessarily limited to this.

Figure 2006235386
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ii)少なくとも色素前駆体としての塩基発色型色素前駆体と、さらに塩基発生剤を含む組み合わせ、必要によりさらに塩基増殖剤を含む組み合わせ。
塩基発生剤としては、先述の塩基発生剤(アニオン重合開始剤)が好ましく挙げられ、塩基発色型色素前駆体としては、解離型アゾ色素、解離型アゾメチン色素、解離型オキソノール色素、解離型キサンテン色素、解離型フルオラン色素、解離型トリフェニルメタン型色素の非解離体が挙げられる。
塩基発色型色素前駆体の特に好ましい具体例を以下に挙げるが、本発明はこれに限定されるわけではない。
ii) A combination containing at least a base color-forming dye precursor as a dye precursor, a base generator, and a base proliferating agent as necessary.
As the base generator, the above-mentioned base generator (anionic polymerization initiator) is preferably mentioned, and as the base color-forming dye precursor, dissociable azo dye, dissociable azomethine dye, dissociable oxonol dye, dissociable xanthene dye , Dissociated fluorane dyes, and non-dissociated isomers of dissociated triphenylmethane dyes.
Particularly preferred specific examples of the base color-forming dye precursor are listed below, but the present invention is not limited thereto.

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iii) 増感色素励起状態との電子移動またはエネルギー移動により共有結合を切断する機能を有する有機化合物部位と、共有結合している際と放出された際に発色体となる特徴を有する有機化合物部位が共有結合している化合物を含む場合。必要によりさらに塩基を含む組み合わせ。特に好ましい具体例を以下に挙げるが、本発明はこれに限定されるわけではない。   iii) an organic compound moiety having a function of cleaving a covalent bond by electron transfer or energy transfer with a sensitizing dye excited state, and an organic compound moiety having a characteristic of becoming a color former when covalently bonded and released Contains a covalently bonded compound. A combination further containing a base if necessary. Particularly preferred specific examples are listed below, but the present invention is not limited thereto.

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iv) 増感色素励起状態との電子移動により反応し、吸収形を変化させることができる化合物を含む場合。いわゆるエレクトロクロミック化合物を好ましく用いることができる。
さらには、硬化性ポリマー(バインダーポリマー)を含むことがより好ましく、バインダーポリマーとしては、3)潜像発色−発色体増感重合反応による干渉縞記録の所で後述する例や、特願2004−238077号に記載されている例や、下記で説明する本発明にとくに好ましいバインダーポリマーの例が好ましく挙げられる。
iv) When a compound that reacts by electron transfer with the sensitizing dye excited state and can change the absorption form is included. So-called electrochromic compounds can be preferably used.
Further, it is more preferable to include a curable polymer (binder polymer). As the binder polymer, 3) Examples described later in the section of interference fringe recording by latent image color development-coloring body sensitization polymerization reaction, and Japanese Patent Application No. 2004-2004 Preferred examples include those described in US Pat. No. 2,380,77, and particularly preferred binder polymers for the present invention described below.

2)潜像発色−発色体自己増感増幅発色反応による干渉縞記録
好ましくは、少なくとも、潜像としてホログラム再生光波長に吸収のない発色体をホログラム露光により生成する第1の工程と、その発色体潜像にホログラム露光とは異なり、増感色素のモル吸光係数が5000以下の波長域の光を照射し発色体を自己増感増幅生成することにより、干渉縞を屈折率変調として記録する第2の工程を有し、それらを乾式処理にて行うことを特徴とするホログラム記録方法であり、高速書き込み、高S/N比再生等の点で好ましい。
2) Latent image color development—Interference fringe recording by self-sensitized amplification color development reaction of color former Preferably, at least a first step of producing a color former that does not absorb the hologram reproduction light wavelength as a latent image by hologram exposure, and its color development Unlike hologram exposure, the body latent image is irradiated with light in the wavelength range where the molar absorption coefficient of the sensitizing dye is 5000 or less, and the colored body is self-sensitized and amplified, thereby recording the interference fringes as refractive index modulation. The hologram recording method is characterized by having two steps and performing them by dry processing, and is preferable in terms of high-speed writing, high S / N ratio reproduction, and the like.

なお、ここで「潜像」とは、「第2の工程後形成される屈折率差の好ましくは2分の1以下の屈折率差」のこと(つまり好ましくは第2の工程にて2倍以上の増幅工程が行われること)を示し、より好ましくは5分の1以下、さらに好ましくは10分の1以下、最も好ましくは30分の1以下の屈折率差画像であること(つまり第2の工程にてより好ましくは5倍以上、さらに好ましくは10倍以上、最も好ましくは30倍以上の増幅工程が行われること)を示す。   Here, the “latent image” means “a refractive index difference that is preferably half or less of a refractive index difference formed after the second step” (that is, preferably doubled in the second step). The above-described amplification process is performed), and the refractive index difference image is more preferably 1/5 or less, more preferably 1/10 or less, and most preferably 1/3 or less (that is, the second difference image). The amplification step is more preferably 5 times or more, more preferably 10 times or more, and most preferably 30 times or more.

ここで、第2の工程は光照射、熱印加のいずれかまたはその両方であることが好ましく、光照射であることがより好ましく、照射する光は全面露光(いわゆるベタ露光、ブランケット露光、ノンイメージワイズ露光)であることが好ましい。
用いる光源として好ましくは、可視光レーザー、紫外光レーザー、赤外光レーザー、カーボンアーク、高圧水銀灯、キセノンランプ、メタルハライドランプ、蛍光ランプ、タングステンランプ、LED、有機ELなどが挙げられる。特定の波長域の光を照射するために、必要に応じてシャープカットフィルターやバンドパスフィルター、回折格子等を用いることも好ましい。
Here, the second step is preferably light irradiation, heat application, or both, more preferably light irradiation, and the light to be irradiated is the entire surface exposure (so-called solid exposure, blanket exposure, non-image). Wise exposure) is preferable.
Preferred examples of the light source used include a visible light laser, an ultraviolet light laser, an infrared light laser, a carbon arc, a high pressure mercury lamp, a xenon lamp, a metal halide lamp, a fluorescent lamp, a tungsten lamp, an LED, and an organic EL. In order to irradiate light in a specific wavelength region, it is also preferable to use a sharp cut filter, a band pass filter, a diffraction grating, or the like as necessary.

さらに、そのようなホログラム記録方法が可能であるホログラム記録材料としては、少なくとも、
1)ホログラム露光にて光を吸収し励起状態を生成する増感色素、と、
2)元の状態から吸収が長波長化しかつホログラム再生光波長に吸収を有さない発色体となることができる色素前駆体を含み、増感色素または発色体励起状態から電子移動またはエネルギー移動することにより、発色による屈折率変調を用いて干渉縞を記録することができる干渉縞記録成分、
を含むことが好ましい。
増感色素、干渉縞記録成分として好ましい例は、1)発色反応の所で述べた例と同じである。
なお、第2の工程にて照射する光の波長域では、増感色素の線形吸収のモル吸光係数が1000以下であることがより好ましく、500以下であることがさらに好ましい。
また、第2の工程にて照射する光の波長域では、発色体のモル吸光係数が1000以上であることが好ましい。
Furthermore, as a hologram recording material capable of such a hologram recording method, at least,
1) a sensitizing dye that absorbs light by hologram exposure and generates an excited state;
2) Includes a dye precursor that can be a color former that has a longer wavelength than the original state and that has no absorption at the hologram reproduction light wavelength, and moves electrons or energy from the sensitized dye or color former excited state. Interference fringe recording component capable of recording interference fringes using refractive index modulation by color development,
It is preferable to contain.
Preferred examples of the sensitizing dye and the interference fringe recording component are the same as those described in 1) Color development reaction.
In the wavelength range of the light irradiated in the second step, the molar absorption coefficient of linear absorption of the sensitizing dye is more preferably 1000 or less, and further preferably 500 or less.
In the wavelength range of the light irradiated in the second step, it is preferable that the molar extinction coefficient of the color former is 1000 or more.

以下に「潜像発色−発色体自己増感増幅発色反応方式」の概念を説明する。
例えば、532nmのYAG・SHGレーザーをホログラム記録材料に照射し、増感色素に吸収させ励起状態を生成させる。その増感色素励起状態から干渉縞記録成分にエネルギー移動または電子移動させることにより、干渉縞記録成分に含まれる色素前駆体を発色体に変化させて発色による潜像を形成する(以上第1の工程)。次に350〜420nmの波長域の光を照射して、発色体の吸収を起こし、発色体の自己増感により発色体を増幅生成させる(以上第2の工程)。第1の工程にて干渉暗部である部分では潜像があまり生成しないため第2の工程においても自己増感発色反応はほとんど起きず、その結果干渉明部と干渉暗部にて大きな屈折率変調を形成することができ、干渉縞として記録することができる。例えば532nmのレーザーを再び用い、記録を行ったホログラム記録材料に照射すると、記録した情報、画像等を再生する、あるいは所望の光学材料として機能することができる。
The concept of “latent image color development—colored body self-sensitized amplification color reaction system” will be described below.
For example, a hologram recording material is irradiated with a 532 nm YAG / SHG laser and absorbed by a sensitizing dye to generate an excited state. By transferring energy or electrons from the excited state of the sensitizing dye to the interference fringe recording component, the dye precursor contained in the interference fringe recording component is changed to a color former to form a latent image by color development (the first is described above). Process). Next, light in a wavelength region of 350 to 420 nm is irradiated to cause the color former to be absorbed, and the color former is amplified and generated by self-sensitization of the color former (the second step). In the first step, a latent image is not generated so much in the portion that is the interference dark portion, so that the self-sensitizing color reaction hardly occurs in the second step, and as a result, a large refractive index modulation is performed in the interference bright portion and the interference dark portion. Can be formed and recorded as interference fringes. For example, when a 532 nm laser is used again to irradiate the recorded hologram recording material, the recorded information, images, etc. can be reproduced or function as a desired optical material.

潜像発色−発色体自己増感増幅発色反応の具体例として好ましくは、特願2004−238427号に記載されている例が挙げられる。   As a specific example of the latent image color development-chromogen self-sensitized amplification color development reaction, an example described in Japanese Patent Application No. 2004-238427 is preferable.

3)潜像発色−発色体増感重合反応による干渉縞記録
好ましくは、少なくとも、潜像としてホログラム再生光波長に吸収のない発色体をホログラム露光により生成する第1の工程と、その発色体潜像にホログラム露光とは異なる波長の光を照射することにより重合を起こし、干渉縞を屈折率変調として記録する第2の工程を有し、それらを乾式処理にて行うことを特徴とするホログラム記録方法であり、高速書きこみ、保存性等に優れる。
なお、第2の工程にて、発色体を自己増感増幅生成しつつかつ重合を起こす方法も好ましい。
3) Latent Image Coloring—Interference fringe recording by chromogenic sensitization polymerization reaction Preferably, at least a first step of generating a color developing material having no absorption at the wavelength of the hologram reproduction light as a latent image by hologram exposure, and the color forming latent image Hologram recording characterized in that it has a second process of recording an interference fringe as a refractive index modulation by irradiating the image with light having a wavelength different from that of hologram exposure, and recording the interference fringes as refractive index modulation. This method is excellent in high-speed writing and storage stability.
In the second step, a method in which polymerization is caused while self-sensitizing amplification production is performed is also preferable.

さらに、そのようなホログラム記録方法が可能であるホログラム記録材料としては、少
なくとも、
1)第1の工程のホログラム露光にて光を吸収し励起状態を生成する増感色素、
2)第1の工程にて増感色素励起状態から、または第2の工程にて発色体励起状態から電子移動またはエネルギー移動することにより、元の状態から吸収が長波長化し、増感色素のモル吸光係数が5000以下の波長域に吸収を有しかつホログラム再生光波長に吸収を有さない発色体となることができる色素前駆体群、
3)第1の工程にて増感色素励起状態から、第2の工程にて発色体励起状態から電子移動またはエネルギー移動することにより、重合性化合物の重合を開始することができる重合開始剤、
4)重合性化合物、及び
5)バインダー、
を含むことが好ましい。
増感色素、干渉縞記録成分として好ましい例は、1)発色反応の所で述べた例と同じである。
Furthermore, as a hologram recording material capable of such a hologram recording method, at least,
1) a sensitizing dye that absorbs light and generates an excited state by hologram exposure in the first step;
2) Absorption becomes longer in wavelength from the original state by transferring electrons or energy from the excited state of the sensitizing dye in the first step or from the excited state of the chromophore in the second step. A group of dye precursors which can be a color former having an absorption in a wavelength region having a molar extinction coefficient of 5000 or less and having no absorption in a hologram reproduction light wavelength;
3) A polymerization initiator capable of initiating polymerization of the polymerizable compound by electron transfer or energy transfer from the sensitizing dye excited state in the first step and from the color former excited state in the second step,
4) a polymerizable compound, and 5) a binder,
It is preferable to contain.
Preferred examples of the sensitizing dye and the interference fringe recording component are the same as those described in 1) Color development reaction.

重合開始剤、重合性化合物、バインダーとして好ましい例を以下に詳しく述べる。   Preferred examples of the polymerization initiator, the polymerizable compound and the binder are described in detail below.

重合反応による干渉縞記録の際には、バインダーは重合性化合物と屈折率が違うことが好ましい。屈折率変調を大きくするためには重合性化合物とバインダーのバルクでの屈折率差は大きいことが好ましく、屈折率差は0.01以上であることが好ましく、0.05以上であることがより好ましく、0.1以上であることがさらに好ましい。
そのためには、重合性化合物またはバインダーのいずれか一方が、少なくとも1個以上のアリール基、芳香族ヘテロ環基、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、硫黄原子を含み、残りの一方はそれらを含まないことが好ましい。なお、重合性化合物の方がより屈折率が大きくても、バインダーの方がより屈折率が大きくても、どちらでも構わない。
In recording interference fringes by a polymerization reaction, the binder preferably has a refractive index different from that of the polymerizable compound. In order to increase the refractive index modulation, the refractive index difference in the bulk of the polymerizable compound and the binder is preferably large, and the refractive index difference is preferably 0.01 or more, more preferably 0.05 or more. Preferably, it is 0.1 or more.
For this purpose, either the polymerizable compound or the binder contains at least one aryl group, aromatic heterocyclic group, chlorine atom, bromine atom, iodine atom or sulfur atom, and the other one contains them. Preferably not. It does not matter whether the polymerizable compound has a higher refractive index or the binder has a higher refractive index.

本発明の重合性化合物とは、増感色素(または発色体)と重合開始剤に光を照射することにより発生したラジカル、酸(ブレンステッド酸またはルイス酸)または塩基(ブレンステッド塩基またはルイス塩基)により、付加重合を起こしてオリゴマーまたはポリマー化が可能な化合物のことである。
本発明の重合性化合物としては、単官能性でも多官能性でも良く、一成分でも多成分でも良く、モノマー、プレポリマー(例えばダイマー、オリゴマー)でもこれらの混合物でもいずれでも良いが、モノマーであることが好ましい。
また、その形態は、室温において液状であっても固体状であっても良いが、沸点100℃以上の液状であるか、沸点100℃以上の液状モノマーと固体状モノマーの混合物であることが好ましい。
The polymerizable compound of the present invention is a radical, acid (Bronsted acid or Lewis acid) or base (Bronsted base or Lewis base) generated by irradiating light to a sensitizing dye (or color former) and a polymerization initiator. ) Is a compound capable of undergoing addition polymerization to be oligomerized or polymerized.
The polymerizable compound of the present invention may be monofunctional or polyfunctional, may be a single component or a multicomponent, and may be a monomer, a prepolymer (eg, a dimer or oligomer), or a mixture thereof, but is a monomer. It is preferable.
The form may be liquid or solid at room temperature, but it is preferably a liquid having a boiling point of 100 ° C. or higher, or a mixture of a liquid monomer having a boiling point of 100 ° C. or higher and a solid monomer. .

本発明の重合性化合物は、ラジカル重合可能な重合性化合物とカチオンまたはアニオン重合可能な重合性化合物に大別される。
以下に、ラジカル重合可能な重合性化合物とカチオンまたはアニオン重合可能な重合性化合物ごとに、A)屈折率:重合性化合物>バインダーの場合と、B)屈折率:バインダー>重合性化合物、の場合にわけて好ましい重合性化合物の例を説明する。
The polymerizable compound of the present invention is roughly classified into a polymerizable compound capable of radical polymerization and a polymerizable compound capable of cationic or anionic polymerization.
In the following, for each of the polymerizable compound capable of radical polymerization and the polymerizable compound capable of cationic or anion polymerization, A) refractive index: polymerizable compound> binder, and B) refractive index: binder> polymerizable compound. In particular, examples of preferable polymerizable compounds will be described.

A)屈折率:重合性化合物>バインダーの場合のラジカル重合性化合物の好ましい例     A) Refractive index: Polymerizable compound> Preferred examples of radical polymerizable compound in the case of binder

この場合、ラジカル重合性化合物は屈折率が高いことが好ましく、本発明の高屈折率ラジカル重合性化合物としては、少なくとも1個のエチレン性不飽和二重結合を分子中に有し、さらに少なくとも1個以上のアリール基、芳香族ヘテロ環基、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、硫黄原子を含む化合物が好ましく、また沸点100℃以上の液体であることが好ましい。   In this case, the radical polymerizable compound preferably has a high refractive index, and the high refractive index radical polymerizable compound of the present invention has at least one ethylenically unsaturated double bond in the molecule, and at least 1 A compound containing at least one aryl group, aromatic heterocyclic group, chlorine atom, bromine atom, iodine atom or sulfur atom is preferred, and a liquid having a boiling point of 100 ° C. or more is preferred.

具体的には以下の重合性モノマー及びそれらから成るプレポリマー(ダイマー、オリゴマー等)が挙げられる。   Specific examples thereof include the following polymerizable monomers and prepolymers (dimers, oligomers, etc.) comprising them.

高屈折率ラジカル重合性モノマーとして好ましくは、スチレン、2−クロロスチレン、2−ブロモスチレン、メトキシスチレン、アクリル酸フェニル、アクリル酸p−クロロフェニル、アクリル酸2−フェニルエチル、アクリル酸2−フェノキシエチル、メタクリル酸2−フェノキシエチル、アクリル酸2−(p−クロロフェノキシ)エチル、アクリル酸ベンジル、アクリル酸2−(1−ナフチロキシ)エチル、2,2−ジ(p−ヒドロキシフェニル)プロパンジアクリレート又はジメタクリレート、ビスフェノール−Aのジ(2−メタクリロキシエチル)エーテル、ビスフェノール−Aのジ(2−アクリロキシエチル)エーテル、テトラクロロ−ビスフェノール−Aのジ(2−メタクリロキシエチル)エーテル、テトラブロモ−ビスフェノール−Aのジ(2−メタクリロキシエチル)エーテル、1,4−ベンゼンジオールジメタクリレート、1,4−ジイソプロペニルベンゼン、などが挙げられ、より好ましくはアクリル酸2−フェノキシエチル、メタクリル酸2−フェノキシエチル、アクリル酸2−(p−クロロフェノキシ)エチル、アクリル酸p−クロロフェニル、アクリル酸フェニル、アクリル酸2−フェニルエチル、ビスフェノール−Aのジ(2−アクリロキシエチル)エーテル、アクリル酸2−(1−ナフチロキシ)エチルなどが挙げられる。   As the high refractive index radical polymerizable monomer, styrene, 2-chlorostyrene, 2-bromostyrene, methoxystyrene, phenyl acrylate, p-chlorophenyl acrylate, 2-phenylethyl acrylate, 2-phenoxyethyl acrylate, 2-phenoxyethyl methacrylate, 2- (p-chlorophenoxy) ethyl acrylate, benzyl acrylate, 2- (1-naphthyloxy) ethyl acrylate, 2,2-di (p-hydroxyphenyl) propane diacrylate or di Methacrylate, di (2-methacryloxyethyl) ether of bisphenol-A, di (2-acryloxyethyl) ether of bisphenol-A, di (2-methacryloxyethyl) ether of tetrachloro-bisphenol-A, tetrabromo-bisphenol Di- (2-methacryloxyethyl) ether of Ru-A, 1,4-benzenediol dimethacrylate, 1,4-diisopropenylbenzene, and the like, more preferably 2-phenoxyethyl acrylate, methacrylic acid 2 -Phenoxyethyl, 2- (p-chlorophenoxy) ethyl acrylate, p-chlorophenyl acrylate, phenyl acrylate, 2-phenylethyl acrylate, bisphenol-A di (2-acryloxyethyl) ether, acrylic acid 2 -(1-naphthyloxy) ethyl and the like.

好ましい重合性化合物は液体であるが、それらはN−ビニルカルバゾール、アクリル酸2−ナフチル、アクリル酸ペンタクロロフェニル、アクリル酸2,4,6−トリブロモフェニル、ビスフェノール−Aジアクリレート、アクリル酸2−(2−ナフチロキシ)エチル、並びにN−フェニルマレイミドのような第2の固体重合性化合物と混合して使用してよい。   Preferred polymerizable compounds are liquids, but they are N-vinyl carbazole, 2-naphthyl acrylate, pentachlorophenyl acrylate, 2,4,6-tribromophenyl acrylate, bisphenol-A diacrylate, 2-acrylate acrylate. It may be used in admixture with (2-naphthyloxy) ethyl and a second solid polymerizable compound such as N-phenylmaleimide.

B)屈折率:バインダー>重合性化合物の場合のラジカル重合性化合物の好ましい例   B) Refractive index: Preferable example of radically polymerizable compound in the case of binder> polymerizable compound

この場合、ラジカル重合性化合物は屈折率が低いことが好ましく、本発明の低屈折率ラジカル重合性化合物としては、少なくとも1個のエチレン性不飽和二重結合を分子中に有し、さらにアリール基、芳香族ヘテロ環基、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、硫黄原子を一切含まないことが好ましい。
また沸点100℃以上の液体であることが好ましい。
具体的には以下の重合性モノマー及びそれらから成るプレポリマー(ダイマー、オリゴマー等)が挙げられる。
In this case, the radical polymerizable compound preferably has a low refractive index, and the low refractive index radical polymerizable compound of the present invention has at least one ethylenically unsaturated double bond in the molecule, and further has an aryl group. It is preferable that no aromatic heterocyclic group, chlorine atom, bromine atom, iodine atom or sulfur atom is contained.
Moreover, it is preferable that it is a liquid whose boiling point is 100 degreeC or more.
Specific examples thereof include the following polymerizable monomers and prepolymers (dimers, oligomers, etc.) comprising them.

低屈折率ラジカル重合性モノマーとして好ましくは、アクリル酸t−ブチル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸イソ−ボルニル、1,5−ペンタンジオールジアクリレート、エチレングリコールジアクリレート、1,4−ブタンジオールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、ヘキサメチレングリコールジアクリレート、1,3−プロパンジオールジアクリレート、デカメチレングリコールジアクリレート、1,4−シクロヘキシルジオールジアクリレート、2,2−ジメチロールプロパンジアクリレート、グリセロールジアクリレート、トリメチロールプロパンジアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、1,3−プロパンジオールジメタクリレート、1,2,4−ブタントリオールトリメタクリレート、2,2,4−トリメチル−1,3−プロパンジオールジメタクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、1,5−ペンタンジオールジメタクリレート、フマル酸ジアリル、アクリル酸1H,1H−パーフロロオクチル、
メタクリル酸1H,1H,2H,2H−パーフロロオクチル、アクリル酸1H,1H,2H,2H−パーフロロオクチル、1−ビニル−2−ピロリジノンなどが挙げられ、より好ましくは、デカンジオールジアクリレート、アクリル酸イソ−ボルニル、トリエチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、アクリル酸エトキシエトキシエチル、エトキシル化トリメチロールプロパンのトリアクリレートエステル、並びに1−ビニル−2−ピロリジンなどが挙げられ、より好ましくは、デカンジオールジアクリレート、アクリル酸イソ−ボルニル、トリエチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、アクリル酸エトキシエトキシエチル、アクリル酸1H,1H−パーフロロオクチル、メタクリル酸1H,1H,2H,2H−パーフロロオクチル、アクリル酸1H,1H,2H,2H−パーフロロオクチル、1−ビニル−2−ピロリジンなどが挙げられる。
The low refractive index radical polymerizable monomer is preferably t-butyl acrylate, cyclohexyl acrylate, iso-bornyl acrylate, 1,5-pentanediol diacrylate, ethylene glycol diacrylate, 1,4-butanediol diacrylate, Diethylene glycol diacrylate, hexamethylene glycol diacrylate, 1,3-propanediol diacrylate, decamethylene glycol diacrylate, 1,4-cyclohexyldiol diacrylate, 2,2-dimethylolpropane diacrylate, glycerol diacrylate, trimethylol Propane diacrylate, pentaerythritol triacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, triethylene glycol diacrylate, trie Lenglycol dimethacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, 1,3-propanediol dimethacrylate, 1,2,4-butanetriol trimethacrylate, 2,2,4-trimethyl-1,3-propanediol dimethacrylate, pentaerythritol tri Methacrylate, pentaerythritol tetramethacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, 1,5-pentanediol dimethacrylate, diallyl fumarate, acrylic acid 1H, 1H-perfluorooctyl,
Examples thereof include 1H, 1H, 2H, 2H-perfluorooctyl methacrylate, 1H, 1H, 2H, 2H-perfluorooctyl acrylate, 1-vinyl-2-pyrrolidinone, and more preferably decanediol diacrylate and acrylic. Examples include acid iso-bornyl, triethylene glycol diacrylate, diethylene glycol diacrylate, triethylene glycol dimethacrylate, ethoxyethoxyethyl acrylate, triacrylate ester of ethoxylated trimethylolpropane, and 1-vinyl-2-pyrrolidine. More preferably, decanediol diacrylate, iso-bornyl acrylate, triethylene glycol diacrylate, diethylene glycol diacrylate, triethylene glycol dimethacrylate , Ethoxyethoxyethyl acrylate, 1H, 1H-perfluorooctyl acrylate, 1H, 1H, 2H, 2H-perfluorooctyl methacrylate, 1H, 1H, 2H, 2H-perfluorooctyl acrylate, 1-vinyl-2 -Pyrrolidine etc. are mentioned.

好ましい重合性化合物は液体であるが、それらは、第2の固体重合性化合物モノマー、例えばN−ビニルカプロラクタム等と混合して使用してよい。   The preferred polymerizable compounds are liquids, but they may be used in admixture with a second solid polymerizable compound monomer such as N-vinylcaprolactam.

本発明のカチオン重合性化合物は、増感色素とカチオン重合開始剤に光照射することにより発生した酸により重合が開始される化合物で、本発明のアニオン重合性化合物は、増感色素とアニオン重合開始剤に光照射することにより発生した塩基により重合が開始される化合物である。   The cationic polymerizable compound of the present invention is a compound that is polymerized by an acid generated by irradiating light to a sensitizing dye and a cationic polymerization initiator. The anionic polymerizable compound of the present invention is a sensitizing dye and an anionic polymerization. It is a compound in which polymerization is initiated by a base generated by irradiating the initiator with light.

本発明のカチオン重合性化合物として好ましくは、オキシラン環、オキセタン環、ビニルエーテル基、スチリル基、N−ビニルカルバゾール部位を分子中に少なくとも1個以上有する化合物であり、より好ましくはオキシラン環部位を有する化合物である。
本発明のアニオン重合性化合物として好ましいくは、オキシラン環、オキセタン環、ビニルエーテル基、スチリル基、N−ビニルカルバゾール部位、電子吸引性置換基を備えるエチレン性二重結合部位、ラクトン部位、ラクタム部位、環状ウレタン部位、環状尿素部位、または、環状シロキサン部位を分子中に少なくとも1個以上有する化合物であり、より好ましくはオキシラン環部位を有する化合物である。
The cation polymerizable compound of the present invention is preferably a compound having at least one oxirane ring, oxetane ring, vinyl ether group, styryl group or N-vinyl carbazole moiety in the molecule, more preferably a compound having an oxirane ring moiety. It is.
The anionic polymerizable compound of the present invention is preferably an oxirane ring, an oxetane ring, a vinyl ether group, a styryl group, an N-vinylcarbazole moiety, an ethylenic double bond moiety having an electron-withdrawing substituent, a lactone moiety, a lactam moiety, A compound having at least one cyclic urethane moiety, cyclic urea moiety or cyclic siloxane moiety in the molecule, more preferably a compound having an oxirane ring moiety.

A)屈折率:重合性化合物>バインダーの場合のカチオンまたはアニオン重合性化合物の好ましい例   A) Refractive index: Polymerizable compound> Preferred examples of cationic or anionic polymerizable compound in the case of binder

この場合、カチオンまたはアニオン重合性化合物は屈折率が高いことが好ましく、本発明の高屈折率カチオンまたはアニオン重合性化合物としては、少なくとも1個のオキシラン環、オキセタン環、ビニルエーテル基、スチリル基、N−ビニルカルバゾール部位を分子中に有し、さらに少なくとも1個以上のアリール基、芳香族ヘテロ環基、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、硫黄原子を含む化合物が好ましく、少なくとも1個以上のアリール基を含むことが好ましい。また沸点100℃以上の液体であることが好ましい。   In this case, the cation or anion polymerizable compound preferably has a high refractive index, and the high refractive index cation or anion polymerizable compound of the present invention includes at least one oxirane ring, oxetane ring, vinyl ether group, styryl group, N -A compound having a vinylcarbazole moiety in the molecule and further containing at least one aryl group, aromatic heterocyclic group, chlorine atom, bromine atom, iodine atom or sulfur atom is preferred, and at least one aryl group It is preferable to contain. Moreover, it is preferable that it is a liquid whose boiling point is 100 degreeC or more.

具体的には以下の重合性モノマー及びそれらから成るプレポリマー(ダイマー、オリゴマー等)が挙げられる。   Specific examples thereof include the following polymerizable monomers and prepolymers (dimers, oligomers, etc.) comprising them.

オキシラン環を有する高屈折率カチオンまたはアニオン重合性モノマーとして好ましくは、フェニルグリシジルエーテル、フタル酸ジグリシジルエステル、トリメリト酸トリグリシジルエステル、レゾルシンジグリシジルエーテル、ジブロモフェニルグリシジルエーテル、ジブロモネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、4,4’−ビス(2,3−エポキシプロポキシパーフルオロイソプロピル)ジフェニルエーテル、p−ブロモスチレンオキサイド、ビスフェノール−A−ジグリシジルエーテル、テトラブロモビスフェノール−A−ジグリシジルエーテル、ビスフェノール−F−ジグリシジルエーテル、1,3
−ビス(3’,4’−エポキシシクロヘキシル)エチル)−1,3,−ジフェニル−1,3,−ジメチルジシロキサンなどが挙げられる。
Preferred as a high refractive index cationic or anionic polymerizable monomer having an oxirane ring is phenyl glycidyl ether, phthalic acid diglycidyl ester, trimellitic acid triglycidyl ester, resorcin diglycidyl ether, dibromophenyl glycidyl ether, dibromoneopentyl glycol diglycidyl ether 4,4′-bis (2,3-epoxypropoxyperfluoroisopropyl) diphenyl ether, p-bromostyrene oxide, bisphenol-A-diglycidyl ether, tetrabromobisphenol-A-diglycidyl ether, bisphenol-F-diglycidyl Ether, 1,3
-Bis (3 ', 4'-epoxycyclohexyl) ethyl) -1,3, -diphenyl-1,3, -dimethyldisiloxane and the like.

オキセタン環を有する高屈折率カチオンまたはアニオン重合性モノマーの具体例としては、前記のオキシラン環を有する高屈折率カチオンまたはアニオン重合性モノマーの具体例のオキシラン環をオキセタン環に置き換えた化合物等が挙げられる。   Specific examples of the high refractive index cation or anion polymerizable monomer having an oxetane ring include compounds in which the oxirane ring in the specific examples of the high refractive index cation or anion polymerizable monomer having an oxirane ring is replaced with an oxetane ring. It is done.

ビニルエーテル基部位を有する高屈折率カチオンまたはアニオン重合性モノマーの具体例としては例えば、ビニル−2−クロロエチルエーテル、4−ビニルエーテルスチレン、ハイドロキノンジビニルエーテル、フェニルビニルエーテル、ビスフェノールAジビニルエーテル、テトラブロモビスフェノールAジビニルエーテル、ビスフェノールFジビニルエーテル、フェノキシエチレンビニルエーテル、p−ブロモフェノキシエチレンビニルエーテルなどが挙げられる。   Specific examples of the high refractive index cation or anion polymerizable monomer having a vinyl ether group moiety include, for example, vinyl-2-chloroethyl ether, 4-vinyl ether styrene, hydroquinone divinyl ether, phenyl vinyl ether, bisphenol A divinyl ether, and tetrabromobisphenol A. Examples thereof include divinyl ether, bisphenol F divinyl ether, phenoxyethylene vinyl ether, and p-bromophenoxyethylene vinyl ether.

他に、スチレン、2−クロロスチレン、2−ブロモスチレン、メトキシスチレン等のスチレン系モノマーやN−ビニルカルバゾールも高屈折率カチオン重合性モノマーとして好ましい。   In addition, styrene monomers such as styrene, 2-chlorostyrene, 2-bromostyrene, methoxystyrene, and N-vinylcarbazole are also preferable as the high refractive index cationic polymerizable monomer.

B)屈折率:バインダー>重合性化合物の場合のカチオンまたはアニオン重合性化合物の好ましい例   B) Refractive index: Preferable example of cationic or anionic polymerizable compound in the case of binder> polymerizable compound

この場合、カチオンまたはアニオン重合性化合物は屈折率が低いことが好ましく、本発明の低屈折率カチオンまたはアニオン重合性化合物としては、少なくとも1個のオキシラン環、オキセタン環、ビニルエーテル基を分子中に有し、さらにアリール基、芳香族ヘテロ環基、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、硫黄原子を一切含まない化合物が好ましい。また沸点100℃以上の液体であることが好ましい。   In this case, the cation or anion polymerizable compound preferably has a low refractive index, and the low refractive index cation or anion polymerizable compound of the present invention has at least one oxirane ring, oxetane ring, or vinyl ether group in the molecule. Furthermore, a compound containing no aryl group, aromatic heterocyclic group, chlorine atom, bromine atom, iodine atom or sulfur atom is preferred. Moreover, it is preferable that it is a liquid whose boiling point is 100 degreeC or more.

具体的には以下の重合性モノマー及びそれらから成るプレポリマー(ダイマー、オリゴマー等)が挙げられる。   Specific examples thereof include the following polymerizable monomers and prepolymers (dimers, oligomers, etc.) comprising them.

オキシラン環を有する低屈折率カチオンまたはアニオン重合性モノマーの具体例としては、グリセロールジグリシジルエーテル、グルセロールトリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、エチレングリコールモノグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグルコールジグリシジルエーテル、アジピン酸ジグリシジルエステル、1,2,7,8−ジエポキシオクタン、1,6−ジメチロールパーフルオロヘキサンジグリシジルエーテル、ビニルシクロヘキセンジオキサイド、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3’,4’−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、3,4−エポキシシクロヘキシルオキシラン、ビス(3,4−エポキシシクロヘキシル)アジペート、2,2−ビス[4−(2,3−エポキシプロポキシ)シクロヘキシル]プロパン、2,2−ビス[4−(2,3−エポキシプロポキシ)シクロヘキシル]ヘキサフルオロプロパン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)−3’,4’−エポキシ−1,3−ジオキサン−5−スピロシクロヘキサン、1,2−エチレンジオキシ−ビス(3,4−エポキシシクロヘキシルメタン)、エチレングリコール−ビス(3,4−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート)、ビス−(3,4−エポキシシクロヘキシルメチル)アジペート、ジ−2,3−エポキシシクロペンチルエーテル、ビニルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、2−エチルヘキシルグリシジルエーテル、1,3−ビス(3’,4’−エポキシシクロヘキシル)エチル)−1,1,3,3,−テトラメチルジシロキサンなどが挙げられる。   Specific examples of the low refractive index cation or anion polymerizable monomer having an oxirane ring include glycerol diglycidyl ether, glycerol triglycidyl ether, pentaerythritol polyglycidyl ether, trimethylolpropane triglycidyl ether, 1,6-hexanediol. Diglycidyl ether, ethylene glycol diglycidyl ether, ethylene glycol monoglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, neopentyl glycol diglycidyl ether, adipic acid diglycidyl ester, 1,2,7,8-diepoxyoctane, 1, 6-dimethylol perfluorohexane diglycidyl ether, vinylcyclohexene dioxide, 3,4-epoxycyclohexylmethyl-3 ′, 4 -Epoxycyclohexanecarboxylate, 3,4-epoxycyclohexyloxirane, bis (3,4-epoxycyclohexyl) adipate, 2,2-bis [4- (2,3-epoxypropoxy) cyclohexyl] propane, 2,2-bis [4- (2,3-epoxypropoxy) cyclohexyl] hexafluoropropane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) -3 ′, 4′-epoxy-1,3-dioxane-5-spirocyclohexane, 1,2 -Ethylenedioxy-bis (3,4-epoxycyclohexylmethane), ethylene glycol-bis (3,4-epoxycyclohexanecarboxylate), bis- (3,4-epoxycyclohexylmethyl) adipate, di-2,3- Epoxy cyclopentyl ether, vinyl grease Jill ether, allyl glycidyl ether, 2-ethylhexyl glycidyl ether, 1,3-bis (3 ', 4'-epoxycyclohexyl) ethyl) -1,1,3,3, - tetramethyl disiloxane and the like.

オキセタン環を有する低屈折率カチオンまたはアニオン重合性モノマーの具体例としては、前記のオキシラン環を有する低屈折率カチオンまたはアニオン重合性モノマーの具体例のオキシラン環をオキセタン環に置き換えた化合物等が挙げられる。   Specific examples of the low refractive index cation or anion polymerizable monomer having an oxetane ring include compounds in which the oxirane ring in the specific examples of the low refractive index cation or anion polymerizable monomer having an oxirane ring is replaced with an oxetane ring. It is done.

ビニルエーテル基部位を有する低屈折率カチオンまたはアニオン重合性モノマーの具体例としては例えば、ビニル−n−ブチルエーテル、ビニル−t−ブチルエーテル、エチレングリゴールジビニルエーテル、エチレングリコールモノビニルエーテル、プロピレングリコールジビニルエーテル、ネオペンチルグリコールジビニルグリコール、グリセロールジビニルエーテル、グリセロールトリビニルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、トリメチロールプロパンモノビニルエーテル、トリメチロールプロパンジビニルエーテル、トリメチロールプロパントリビニルエーテル、アリルビニルエーテル、2,2−ビス(4−シクロヘキサノール)プロパンジビニルエーテル、2,2−ビス(4−シクロヘキサノール)トリフルオロプロパンジビニルエーテルなどが挙げられる。   Specific examples of the low refractive index cationic or anionic polymerizable monomer having a vinyl ether group moiety include, for example, vinyl-n-butyl ether, vinyl t-butyl ether, ethylene glycol divinyl ether, ethylene glycol monovinyl ether, propylene glycol divinyl ether, neo Pentyl glycol divinyl glycol, glycerol divinyl ether, glycerol trivinyl ether, triethylene glycol divinyl ether, trimethylolpropane monovinyl ether, trimethylolpropane divinyl ether, trimethylolpropane trivinyl ether, allyl vinyl ether, 2,2-bis (4-cyclohexanol ) Propane divinyl ether, 2,2-bis (4-cyclohexanol) trifluoro Propane divinyl ether.

次に、重合反応による干渉縞記録の際の、本発明における好ましいバインダーについて、A)屈折率:重合性化合物>バインダーの場合と、B)屈折率:バインダー>重合性化合物、の場合にわけて例を説明する。   Next, preferred binders in the present invention at the time of interference fringe recording by polymerization reaction are divided into the case of A) refractive index: polymerizable compound> binder and B) refractive index: binder> polymerizable compound. An example will be described.

A)屈折率:重合性化合物>バインダーの場合のバインダーの好ましい例。   A) Preferred examples of binders in the case of refractive index: polymerizable compound> binder.

この場合、バインダーは低屈折率であることが好ましく、アリール基、芳香族ヘテロ環基、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、硫黄原子を一切含まないバインダーであることが好ましい。
好ましい低屈折率バインダーの具体例としては、アクリレート及びアルファ−アルキルアクリレートエステル及び酸性重合体及びインターポリマー(例えばポリメタクリル酸メチル及びポリメタクリル酸エチル,メチルメタクリレートと他の(メタ)アクリル酸アルキルエステルの共重合体)、ポリビニルエステル(例えば、ポリ酢酸ビニル、ポリ酢酸/アクリル酸ビニル、ポリ酢酸/メタクリル酸ビニル及び加水分解型ポリ酢酸ビニル)、エチレン/酢酸ビニル共重合体、飽和及び不飽和ポリウレタン、ブタジエン及びイソプレン重合体及び共重合体及びほぼ4,000〜1,000,000の平均分子量を有するポリグリコールの高分子量ポリ酸化エチレン、エポキシ化物(例えば、アクリレート又はメタクリレート基を有するエポキシ化物)、ポリアミド(例えば、N−メトキシメチルポリヘキサメチレンアジパミド)、セルロースエステル(例えば、セルロースアセテート、セルロースアセテートサクシネート及びセルロースアセテートブチレート)、セルロースエーテル(例えば、メチルセルロース、エチルセルロース、エチルベンジルセルロース)、ポリカーボネート、ポリビニルアセタール(例えば、ポリビニルブチラール及びポリビニルホルマール)、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、などが挙げられる。
In this case, the binder preferably has a low refractive index, and is preferably a binder containing no aryl group, aromatic heterocyclic group, chlorine atom, bromine atom, iodine atom, or sulfur atom.
Specific examples of preferred low refractive index binders include acrylate and alpha-alkyl acrylate esters and acidic polymers and interpolymers (eg, polymethyl methacrylate and polyethyl methacrylate, methyl methacrylate and other (meth) acrylic acid alkyl esters). Copolymers), polyvinyl esters (eg, polyvinyl acetate, polyacetic acid / vinyl acrylate, polyacetic acid / vinyl methacrylate and hydrolyzable polyvinyl acetate), ethylene / vinyl acetate copolymers, saturated and unsaturated polyurethanes, Butadiene and isoprene polymers and copolymers and polyglycol high molecular weight poly (ethylene oxide) having an average molecular weight of approximately 4,000 to 1,000,000, epoxides (e.g. Product), polyamide (for example, N-methoxymethyl polyhexamethylene adipamide), cellulose ester (for example, cellulose acetate, cellulose acetate succinate and cellulose acetate butyrate), cellulose ether (for example, methyl cellulose, ethyl cellulose, ethyl benzyl cellulose) ), Polycarbonate, polyvinyl acetal (for example, polyvinyl butyral and polyvinyl formal), polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, and the like.

また、フッ素原子含有高分子も低屈折率バインダーとして好ましい。好ましいものとしては、フルオロオレフィンを必須成分とし、アルキルビニルエーテル、アリサイクリックビニルエーテル、ヒドロキシビニルエーテル、オレフィン、ハロオレフィン、不飽和カルボン酸およびそのエステル、およびカルボン酸ビニルエステルから選ばれる1種もしくは2種以上の不飽和単量体を共重合成分とする有機溶媒に可溶性の重合体である。好ましくは、その質量平均分子量が5,000から200,000で、またフッ素原子含有量が5ないし70質量%であることが望ましい。   A fluorine atom-containing polymer is also preferable as the low refractive index binder. Preferably, fluoroolefin is an essential component, and one or more selected from alkyl vinyl ether, alicyclic vinyl ether, hydroxy vinyl ether, olefin, haloolefin, unsaturated carboxylic acid and ester thereof, and carboxylic acid vinyl ester It is a polymer soluble in an organic solvent having the unsaturated monomer as a copolymerization component. The mass average molecular weight is preferably 5,000 to 200,000, and the fluorine atom content is preferably 5 to 70% by mass.

前記したフッ素原子含有高分子の具体例として、例えば水酸基を有する有機溶媒可溶性の「ルミフロン」シリーズ(例えばルミフロンLF200、質量平均分子量:約50,000、旭硝子社製)が挙げられる。この他にも、ダイキン工業(株)、セントラル硝子(
株)、ペンウオルト社などからも有機溶媒可溶性のフッ素原子含有高分子が上市されており、これらも使用することができる。
Specific examples of the aforementioned fluorine atom-containing polymer include, for example, an organic solvent-soluble “Lumiflon” series having a hydroxyl group (for example, Lumiflon LF200, mass average molecular weight: about 50,000, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.). In addition, Daikin Industries, Ltd., Central Glass (
Co., Ltd., Penwort Co., Ltd., etc. have also marketed organic solvent-soluble fluorine atom-containing polymers, which can also be used.

またポリ(ジメチルシロキサン)などのケイ素化合物や芳香族を含まないシリコンオイル等も好ましい例として挙げられる。
また他に、芳香族を含まないエポキシオリゴマー化合物も低屈折率反応性バインダーとして使用することができる。
In addition, preferred examples include silicon compounds such as poly (dimethylsiloxane) and silicon oils not containing aromatics.
In addition, an epoxy oligomer compound containing no aromatic can also be used as a low refractive index reactive binder.

B)屈折率:バインダー>重合性化合物の場合のバインダーの好ましい例。   B) Refractive index: A preferred example of a binder in the case of binder> polymerizable compound.

この場合、バインダーは高屈折率であることが好ましく、少なくとも1個以上のアリール基、芳香族ヘテロ環基、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、硫黄原子を含むバインダーであることが好ましく、アリール基を含むバインダーであることがより好ましい。
好ましい高屈折率バインダーの具体例としては、ポリスチレン重合体、並びに例えばアクリロニトリル、無水マレイン酸、アクリル酸、メタクリル酸及びそのエステルとの共重合体、塩化ビニリデン共重合体(例えば、塩化ビニリデン/アクリロニトリル共重合体、ビニリデンクロリド/メタクリレート共重合体、塩化ビニリデン/酢酸ビニル共重合体)、ポリ塩化ビニル及び共重合体(例えば、ポリビニルクロリド/アセテート、塩化ビニル/アクリロニトリル共重合体)、ポリビニルベンザル合成ゴム(例えば、ブタジエン/アクリロニトリル共重合体、アクリロニトリル/ブタジエン/スチレン共重合体、メタクリレート/アクリロニトリル/ブタジエン/スチレン共重合体、2−クロロブタジエン−1,3重合体、塩素化ゴム、スチレン/ブタジエン/スチレン、スチレン/イソプレン/スチレンブロック共重合体)、コポリエステル(例えば、式HO(CH2)nOH(式中nは、2〜10の整数である)のポリメチレングリコール、並びに(1)ヘキサヒドロテレフタル酸、セバシン酸及びテレフタル酸、(2)テレフタル酸、イソフタル酸及びセバシン酸、(3)テレフタル酸及びセバシン酸、(4)テレフタル酸及びイソフタル酸の反応生成物から製造されたもの、並びに(5)該グリコール及び(i)テレフタル酸、イソフタル酸及びセバシン酸及び(ii)テレフタル酸、イソフタル酸、セバシン酸及びアジピン酸から製造されたコポリエステルの混合物)、ポリN−ビニルカルバゾール及びその共重合体、炭酸エステルとビスフェノールから成るポリカーボネートなどが挙げられる。
In this case, the binder preferably has a high refractive index, and is preferably a binder containing at least one aryl group, aromatic heterocyclic group, chlorine atom, bromine atom, iodine atom, or sulfur atom. More preferably, the binder contains.
Specific examples of preferable high refractive index binders include polystyrene polymers and copolymers such as acrylonitrile, maleic anhydride, acrylic acid, methacrylic acid and esters thereof, and vinylidene chloride copolymers (eg, vinylidene chloride / acrylonitrile copolymer). Polymer, vinylidene chloride / methacrylate copolymer, vinylidene chloride / vinyl acetate copolymer), polyvinyl chloride and copolymers (eg, polyvinyl chloride / acetate, vinyl chloride / acrylonitrile copolymer), polyvinyl benzal synthetic rubber (For example, butadiene / acrylonitrile copolymer, acrylonitrile / butadiene / styrene copolymer, methacrylate / acrylonitrile / butadiene / styrene copolymer, 2-chlorobutadiene-1,3 polymer, chlorinated rubber, On / butadiene / styrene, styrene / isoprene / styrene block copolymer), copolyesters (e.g., formula HO (CH 2) polymethylene glycol nOH (n in the formula is an integer of 2 to 10) and, ( 1) produced from reaction products of hexahydroterephthalic acid, sebacic acid and terephthalic acid, (2) terephthalic acid, isophthalic acid and sebacic acid, (3) terephthalic acid and sebacic acid, (4) terephthalic acid and isophthalic acid And (5) mixtures of the glycols and (i) terephthalic acid, isophthalic acid and sebacic acid and (ii) copolyesters made from terephthalic acid, isophthalic acid, sebacic acid and adipic acid), poly N-vinylcarbazole And its copolymer, polycarbonate comprising carbonate and bisphenol Such as over doors and the like.

またポリ(メチルフェニルシロキサン)や、1,3,5−トリメチル−1,1,3,5,5−ペンタフェニルトリシロキサンなどのケイ素化合物、芳香族を多く含むシリコンオイル等も好ましい例として挙げられる。
また他に、芳香族を多く含むエポキシオリゴマー化合物も高屈折率反応性バインダーとして使用することができる。
Preferable examples include poly (methylphenylsiloxane), silicon compounds such as 1,3,5-trimethyl-1,1,3,5,5-pentaphenyltrisiloxane, silicon oil containing a large amount of aromatics, and the like. .
In addition, an epoxy oligomer compound containing a large amount of aromatics can also be used as a high refractive index reactive binder.

本発明の重合反応による干渉縞記録に用いる重合開始剤として好ましくは、ケトン系、有機過酸化物系、トリハロメチル置換トリアジン系、ジアゾニウム塩系、ジアリールヨードニウム塩系、スルホニウム塩系、ホウ酸塩系、ジアリールヨードニウム有機ホウ素錯体系、スルホニウム有機ホウ素錯体系、カチオン性増感色素有機ホウ素錯体系、アニオン性増感色素オニウム塩錯体系、金属アレーン錯体系、スルホン酸エステル系のいずれかのラジカル重合開始剤(ラジカル発生剤)またはカチオン重合開始剤(酸発生剤)、あるいはその両方の機能を有するものが挙げられる。   The polymerization initiator used for interference fringe recording by the polymerization reaction of the present invention is preferably a ketone, an organic peroxide, a trihalomethyl-substituted triazine, a diazonium salt, a diaryliodonium salt, a sulfonium salt, or a borate. Radical polymerization of diaryl iodonium organoboron complex, sulfonium organoboron complex, cationic sensitizing dye organoboron complex, anionic sensitizing dye onium salt complex, metal arene complex, sulfonate ester An agent (radical generator) or a cationic polymerization initiator (acid generator), or a compound having both functions.

その際、酸増殖剤を用いることも高感度化の点で好ましい。酸増殖剤の好ましい例として具体的に例えば、特願2003−182849号に記載されている例が挙げられる。   At that time, it is also preferable to use an acid proliferating agent from the viewpoint of high sensitivity. Specific examples of preferred acid proliferating agents include those described in Japanese Patent Application No. 2003-182849.

また、アニオン重合及びアニオン重合開始剤(塩基発生剤)を用いる場合も好ましい。さらにその場合塩基増殖剤を用いることも高感度化の点で好ましい。それらの場合、アニ
オン重合開始剤及び塩基増殖剤の好ましい例として具体的には例えば、特願2003−178083号に記載されている例が挙げられる。
Further, it is also preferable to use anionic polymerization and an anionic polymerization initiator (base generator). In that case, it is also preferable to use a base proliferating agent from the viewpoint of high sensitivity. In those cases, specific examples of the anionic polymerization initiator and the base proliferating agent include those described in Japanese Patent Application No. 2003-178083.

本発明の重合開始剤、重合性化合物、バインダーの好ましい例として具体的には例えば、特願2004−238392号に記載されている例が挙げられる。   Specific examples of preferred polymerization initiators, polymerizable compounds and binders of the present invention include those described in Japanese Patent Application No. 2004-238392.

本発明における重合開始剤として好ましい具体例を以下に挙げるが、本発明はこれに限定されるわけではない   Specific examples of preferred polymerization initiators in the present invention are listed below, but the present invention is not limited thereto.

Figure 2006235386
Figure 2006235386

Figure 2006235386
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なお、第2の工程にて照射する光の波長域では、増感色素の線形吸収のモル吸光係数が1000以下であることがより好ましく、500以下であることがさらに好ましい。
また、第2の工程にて照射する光の波長域では、発色体のモル吸光係数が1000以上であることがより好ましい。
In the wavelength range of the light irradiated in the second step, the molar absorption coefficient of linear absorption of the sensitizing dye is more preferably 1000 or less, and further preferably 500 or less.
In the wavelength range of the light irradiated in the second step, it is more preferable that the molar extinction coefficient of the color former is 1000 or more.

本発明のホログラム記録材料においては、第1の工程、第2の工程、またはその後の光照射、熱印加、またはその両方による定着工程のいずれかにより増感色素を分解して定着することが保存性及び非破壊再生の点で好ましく、さらには、第1の工程、第2の工程、またはその後の光照射、熱印加、またはその両方による定着工程のいずれかにより増感色素を、第2の工程、またはその後の光照射、熱印加、またはその両方による定着工程のいずれかにより発色体を分解して定着することがより好ましい。   In the hologram recording material of the present invention, it is preserved that the sensitizing dye is decomposed and fixed by either the first step, the second step, or the subsequent fixing step by light irradiation, heat application, or both. From the viewpoint of the property and non-destructive regeneration, and further, the sensitizing dye is added by either the first step, the second step, or the fixing step by subsequent light irradiation, heat application, or both. More preferably, the colored body is decomposed and fixed by either the process or the fixing process by light irradiation, heat application, or both.

以下に「潜像発色−発色体増感重合反応方式」の概念を説明する。
例えば、532nmのYAG・SHGレーザーをホログラム記録材料に照射し、増感色素に吸収させ励起状態を生成させる。その増感色素励起状態から干渉縞記録成分にエネルギー移動または電子移動させることにより、干渉縞記録成分に含まれる色素前駆体を発色体に変化させて発色による潜像を形成する(以上第1の工程)。次に350〜420nmの波長域の光を照射して、発色体の吸収を起こし、重合開始剤に電子移動またはエネルギー移動させることにより活性化して重合を開始させる。例えば、重合性化合物がバインダーよりも屈折率が大きい場合、重合が起こる部分に重合性化合物が集まるため屈折率が高くなる(以上第2の工程)。第1の工程にて干渉暗部である部分では潜像があまり生成しないため第2の工程においても重合はあまり起きずバインダーの存在比が高くなり、その結果干渉明部と干渉暗部にて大きな屈折率変調を形成することができ、干渉縞として記録することができる。第1及び第2の工程、あるいはさらにその後の定着工程により増感色素及び発色体を分解して消色できれば、非破壊再生及び保存性に優れたホログラム記録材料を提供することができる。
例えば532nmのレーザーを再び用い、記録を行ったホログラム記録材料に照射すると、記録した情報、画像等を再生する、あるいは所望の光学材料として機能することができる。
The concept of “latent image color development-colored material sensitized polymerization reaction system” will be described below.
For example, a hologram recording material is irradiated with a 532 nm YAG / SHG laser and absorbed by a sensitizing dye to generate an excited state. By transferring energy or electrons from the excited state of the sensitizing dye to the interference fringe recording component, the dye precursor contained in the interference fringe recording component is changed to a color former to form a latent image by color development (the first is described above). Process). Next, light in the wavelength region of 350 to 420 nm is irradiated to cause the color former to be absorbed, and the polymerization initiator is activated by electron transfer or energy transfer to initiate polymerization. For example, when the polymerizable compound has a higher refractive index than the binder, the refractive index increases because the polymerizable compound collects in the portion where the polymerization occurs (second step). In the first step, the latent image is not generated so much in the portion that is the interference dark portion, so polymerization does not occur much in the second step, and the abundance ratio of the binder is high, and as a result, the refraction is large in the interference bright portion and the interference dark portion Rate modulation can be formed and recorded as interference fringes. If the sensitizing dye and the color-developing material can be decomposed and decolored by the first and second steps, or the subsequent fixing step, a hologram recording material excellent in nondestructive reproduction and storage stability can be provided.
For example, when a 532 nm laser is used again to irradiate the recorded hologram recording material, the recorded information, images, etc. can be reproduced or function as a desired optical material.

潜像発色−発色体増感重合反応の具体例として好ましくは、特願2004−238392号に記載されている例が挙げられる。   Preferable examples of the latent image color development-chromogen sensitized polymerization reaction include those described in Japanese Patent Application No. 2004-238392.

4)固有複屈折率を有する化合物の配向変化による干渉縞記録
好ましくは、ホログラム露光により固有複屈折率を有する化合物の配向変化を起こし、そのまま化学反応により固定化することにより、書き換えできない方式にて屈折率変調として干渉縞記録することを特徴とするホログラム記録方法である。固有複屈折率を有する
化合物としては液晶性化合物が好ましく、低分子液晶性化合物がより好ましく、重合性基を有する低分子液晶性化合物がさらに好ましい。重合性基を有する低分子液晶性化合物はネマチック液晶性化合物、スメクチック液晶性化合物、ディスコティックネマチック液晶性化合物、ディスコティック液晶性化合物、コレステリック液晶性化合物のいずれかであることが好ましく、ネマチック液晶性またはスメクチック液晶性であることがより好ましい。
さらに固有複屈折率を有する化合物の配向変化による干渉縞記録方式におけるホログラム記録材料においては、少なくとも重合性基を有する低分子液晶性化合物、光反応性化合物、重合開始剤を有することが好ましく、さらには、増感色素、バインダーポリマー等を有することも好ましい。重合開始剤、増感色素、バインダーポリマー等の好ましい例は先述した通りである。
なお光反応性化合物は光異性化化合物であることが好ましく、より好ましくはアゾベンゼン系化合物、スチルベン系化合物、スピロピラン系化合物、スピロオキサジン系化合物、ジアリールエテン系化合物、フルギド系化合物、フルギミド系化合物、桂皮酸系化合物、クマリン系化合物、カルコン系化合物のいずれかであり、最も好ましくはアゾベンゼン系化合物である。
光反応性化合物は低分子化合物であっても、高分子化合物であっても良く、高分子化合物である際は、光反応性部位をペンダントした高分子化合物であることが好ましい。
なお、固有複屈折率を有する化合物の配向変化による干渉縞記録方式及び材料の具体例として好ましくは、特願2003−327594号に記載されている例が挙げられる。
4) Interference fringe recording by change in orientation of compound having intrinsic birefringence Preferably, the orientation change of the compound having intrinsic birefringence is caused by hologram exposure and is fixed as it is by a chemical reaction so that it cannot be rewritten. An interference fringe recording is performed as refractive index modulation. As the compound having an intrinsic birefringence, a liquid crystal compound is preferable, a low molecular liquid crystal compound is more preferable, and a low molecular liquid crystal compound having a polymerizable group is further preferable. The low molecular liquid crystalline compound having a polymerizable group is preferably a nematic liquid crystalline compound, a smectic liquid crystalline compound, a discotic nematic liquid crystalline compound, a discotic liquid crystalline compound, or a cholesteric liquid crystalline compound, and has a nematic liquid crystalline property. Or it is more preferable that it is smectic liquid crystallinity.
Further, in the hologram recording material in the interference fringe recording method by the orientation change of the compound having an intrinsic birefringence, it is preferable to have at least a low molecular liquid crystalline compound having a polymerizable group, a photoreactive compound, a polymerization initiator, It is also preferable to have a sensitizing dye, a binder polymer and the like. Preferred examples of the polymerization initiator, sensitizing dye, binder polymer and the like are as described above.
The photoreactive compound is preferably a photoisomerization compound, more preferably an azobenzene compound, a stilbene compound, a spiropyran compound, a spirooxazine compound, a diarylethene compound, a fulgide compound, a fulgimide compound, or cinnamic acid. Compound, a coumarin compound, or a chalcone compound, most preferably an azobenzene compound.
The photoreactive compound may be a low molecular compound or a polymer compound. When the photoreactive compound is a polymer compound, it is preferably a polymer compound in which a photoreactive site is pendant.
As a specific example of the interference fringe recording method and material based on the orientation change of the compound having an intrinsic birefringence, an example described in Japanese Patent Application No. 2003-327594 is preferable.

5)色素消色反応
好ましくは、少なくとも1種以上の消色性色素を有し、該消色性色素がホログラム露光により消色することを用いた屈折率変調により干渉縞を形成することを特徴とするホログラム記録方法である。
5) Dye-decoloring reaction Preferably, it has at least one or more decolorable dyes, and the decoloring dyes form interference fringes by refractive index modulation using decoloring by hologram exposure. And a hologram recording method.

本発明にて消色性色素とは、200〜2000nmの紫外光、可視光、赤外光の領域に吸収を有し、光照射により直接または間接的にλmaxが短波長化、吸収のモル吸光係数の減少のいずれかが起こすような色素の総称を示し、さらに好ましくはその両方を起こすような色素である。また、消色反応は200〜1000nmの波長領域で起こることがより好ましく、300〜900nmの波長領域で起こることがさらに好ましい。   In the present invention, the decolorizable dye has absorption in the ultraviolet, visible and infrared regions of 200 to 2000 nm, and λmax is shortened directly or indirectly by light irradiation, and the molar absorption of absorption. The generic name of the dye that causes any decrease in the coefficient is shown, and more preferably, the dye causes both. Moreover, it is more preferable that the decoloring reaction occurs in a wavelength region of 200 to 1000 nm, and it is further preferable that the decoloring reaction occurs in a wavelength region of 300 to 900 nm.

なお好ましい組み合わせとして、
(A)該消色性色素がホログラム露光波長に吸収を有する増感色素であり、ホログラム露光の際光を吸収し、その結果自身を消色することを用いた屈折率変調により干渉縞を形成することを特徴とするホログラム記録方法。
(B)少なくともホログラム露光波長に吸収を有する増感色素とホログラム再生光波長のモル吸光係数が1000以下、好ましくは100以下の消色性色素を有し、ホログラム露光の際増感色素が光を吸収し、その励起エネルギーを用いた電子移動またはエネルギー移動により消色性色素を消色することを用いた屈折率変調により干渉縞を形成することを特徴とするホログラム記録方法。
が挙げられ、(B)の方法の方がより好ましい。
As a preferable combination,
(A) The decolorizable dye is a sensitizing dye that absorbs at the hologram exposure wavelength, and forms interference fringes by refractive index modulation using absorbing the light during the hologram exposure and decoloring itself as a result. And a hologram recording method.
(B) A sensitizing dye having absorption at least at the hologram exposure wavelength and a decolorizable dye having a molar extinction coefficient of 1000 or less, preferably 100 or less, at the hologram reproduction light wavelength. A hologram recording method comprising forming interference fringes by refractive index modulation using absorption and decolorization of a decolorizable dye by electron transfer using the excitation energy or energy transfer.
The method (B) is more preferable.

さらに、消色性色素、増感色素とは別の消色剤前駆体を有し、増感色素または消色性色素がホログラム露光により励起状態を生成した後、消色剤前駆体とエネルギー移動または電子移動することにより消色剤前駆体から消色剤を発生させ、その消色剤が消色性色素を消色することを用いた屈折率変調により干渉縞を形成することを特徴とするホログラム記録方法も好ましい。その際、消色剤はラジカル、酸、塩基、求核剤、求電子剤、一重項酸素のいずれかであることが好ましく、したがって、消色剤前駆体はラジカル発生剤、酸発生剤、塩基発生剤、求核剤発生剤、求電子剤発生剤、三重項酸素のいずれかであることが
好ましい。消色前駆体としては、ラジカル発生剤、酸発生剤、塩基発生剤のいずれかであることがより好ましい。
Furthermore, it has a decoloring agent precursor that is different from the decoloring dye and sensitizing dye, and after the sensitizing dye or decoloring dye generates an excited state by hologram exposure, energy transfer with the decoloring agent precursor Alternatively, the decoloring agent is generated from the decoloring agent precursor by electron transfer, and the decoloring agent forms an interference fringe by refractive index modulation using decoloring of the decoloring dye. A hologram recording method is also preferable. In that case, the decoloring agent is preferably any one of a radical, an acid, a base, a nucleophile, an electrophile, and a singlet oxygen. Therefore, the decoloring agent precursor is a radical generator, an acid generator, a base. It is preferably any of a generator, a nucleophile generator, an electrophile generator, and triplet oxygen. The decoloring precursor is more preferably any of a radical generator, an acid generator and a base generator.

また、いずれの場合も、さらにバインダーポリマーを含むことがより好ましく、バインダーポリマーとしては、前記のバインダーポリマーや、下記で説明する本発明でとくに好ましいバインダーポリマーが挙げられる。   In any case, it is more preferable to further include a binder polymer, and examples of the binder polymer include the above-described binder polymers and binder polymers particularly preferable in the present invention described below.

次に「色素消色反応方式」において、干渉縞明部と暗部にて屈折率差を形成するための消色性色素について詳しく述べる。
先述した(A)の方式では、増感色素と消色性色素を兼ねるため、消色性色素の好ましい例としては先述した増感色素の例が挙げられる。増感色素兼消色性色素のλmaxはホログラム記録光波長とホログラム記録光波長から100nm短い波長域の間にあることが好ましい。
Next, in the “dye decoloring reaction method”, a decolorizable dye for forming a difference in refractive index between the interference fringe bright part and the dark part will be described in detail.
In the above-described method (A), since both the sensitizing dye and the decoloring dye are used, a preferred example of the decoloring dye includes the above-described examples of the sensitizing dye. It is preferable that λmax of the sensitizing dye / decolorizable dye is between the hologram recording light wavelength and the wavelength region shorter by 100 nm from the hologram recording light wavelength.

一方、先述した(B)の方式では、増感色素とは別に消色性色素を用いる。その際、消色性色素としてはホログラム記録光波長のモル吸光係数が1000以下であることが好ましく、100以下であることがより好ましく、0であることが最も好ましい。消色性色素のλmaxはホログラム記録光波長とホログラム記録光波長から200nm短い波長域の間にあることが好ましい。   On the other hand, in the above-described method (B), a decolorizable dye is used separately from the sensitizing dye. In that case, the decolorizable dye preferably has a molar extinction coefficient of the hologram recording light wavelength of 1000 or less, more preferably 100 or less, and most preferably 0. The λmax of the decolorizable dye is preferably between the hologram recording light wavelength and a wavelength region shorter by 200 nm from the hologram recording light wavelength.

(B)の方式では、消色性色素としては、好ましくは、シアニン色素、スクワリリウムシアニン色素、スチリル色素、ピリリウム色素、メロシアニン色素、ベンジリデン色素、オキソノール色素、クマリン色素、ピラン色素、キサンテン色素、チオキサンテン色素、フェノチアジン色素、フェノキサジン色素、フェナジン色素、フタロシアニン色素、アザポルフィリン色素、ポルフィリン色素、縮環芳香族系色素、ペリレン色素、アゾメチン色素、アゾ色素、アントラキノン色素、金属錯体色素のいずれかであり、さらに好ましくは、シアニン色素、スチリル色素、メロシアニン色素、ベンジリデン色素、オキソノール色素、クマリン色素、キサンテン色素、アゾメチン色素、アゾ色素、金属錯体色素のいずれかである。   In the method (B), the decolorizable dye is preferably a cyanine dye, squarylium cyanine dye, styryl dye, pyrylium dye, merocyanine dye, benzylidene dye, oxonol dye, coumarin dye, pyran dye, xanthene dye, thiol. Xanthene dye, phenothiazine dye, phenoxazine dye, phenazine dye, phthalocyanine dye, azaporphyrin dye, porphyrin dye, condensed ring aromatic dye, perylene dye, azomethine dye, azo dye, anthraquinone dye, metal complex dye More preferably, any of a cyanine dye, a styryl dye, a merocyanine dye, a benzylidene dye, an oxonol dye, a coumarin dye, a xanthene dye, an azomethine dye, an azo dye, and a metal complex dye.

特に、消色剤が酸の時、消色性色素としては、解離型ベンジリデン色素、解離型オキソノール色素、解離型キサンテン色素、解離型アゾ色素の解離体であることが好ましく、解離型ベンジリデン色素、解離型オキソノール色素、解離型アゾ色素の解離体であることがより好ましい。ここで解離型色素とは−OH基、−SH基、−COOH基、−NHSO2R基や−CONHSO2R基等、pKaが2〜14程度の範囲内にある活性水素を有し、プロトンが解離することによって、吸収が長波長化または高ε化する色素の総称である。したがって、解離型色素をあらかじめ塩基で処理して解離型としておけば、あらかじめ長波長化または高ε化した色素を調製することができ、光酸発生により非解離型に変化させ消色(短波長化または低ε化)することが可能となる。 In particular, when the decolorizer is an acid, the decolorizable dye is preferably a dissociated benzylidene dye, a dissociated oxonol dye, a dissociable xanthene dye, a dissociated form of a dissociable azo dye, a dissociable benzylidene dye, More preferred is a dissociated oxonol dye or dissociated azo dye. Here, the dissociation type dye has an active hydrogen having a pKa in the range of about 2 to 14 such as —OH group, —SH group, —COOH group, —NHSO 2 R group, —CONHSO 2 R group, etc. Is a general term for dyes whose absorption becomes longer or higher ε due to dissociation. Therefore, if the dissociated dye is treated with a base in advance to obtain a dissociated dye, a dye having a long wavelength or a high ε can be prepared in advance, and it can be changed to a non-dissociated form by photoacid generation and decolored (short wavelength). Or low ε).

また特に、消色剤が塩基の時は、あらかじめ酸で処理して発色体としたトリフェニルメタン色素、キサンテン色素、フルオラン色素等の酸発色性色素発色体を消色性色素として用いれば、光塩基発生により非プロトン付加体に変化させ消色(短波長化または低ε化)することが可能となる。   In particular, when the decolorizer is a base, if an acid color-developing dye color former such as triphenylmethane dye, xanthene dye, or fluorane dye previously treated with an acid as a color former is used as the decoloring dye, It becomes possible to change to an aprotic adduct by generating a base and decolorize (shorter wavelength or lower ε).

以下に本発明の消色性色素の具体的な例を挙げるが、本発明はこれに限定されるわけではない。   Specific examples of the decolorizable dye of the present invention are given below, but the present invention is not limited thereto.

Figure 2006235386
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Figure 2006235386
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また、本発明の消色性色素としては、ホログラム露光により生成する増感色素励起状態からの電子移動により結合が切断し、その結果消色することができる以下の消色性色素の例も好ましく挙げることができる。
これらの消色性色素は元々はシアニン色素であるが、電子移動による結合の切断によりシアニンベース(ロイコシアニン色素)に変化し、吸収の消色または短波長化が起こるものである。
Further, as the decolorizable dye of the present invention, the following examples of decolorizable dyes that can be decolored as a result of bond breakage due to electron transfer from the excited state of the sensitizing dye generated by hologram exposure are also preferable. Can be mentioned.
Although these decolorizable dyes are originally cyanine dyes, they are changed to cyanine bases (leucocyanine dyes) due to bond breakage due to electron transfer, and decoloration or shortening of absorption occurs.

Figure 2006235386
Figure 2006235386

消色剤前駆体が酸発生剤の場合、好ましい例としては前述のカチオン重合開始剤の例が挙げられる。ラジカル発生剤の場合、好ましい例としては前述のラジカル重合開始剤の例が挙げられる。塩基発生剤の場合、好ましい例としては前述のアニオン重合開始剤の例が挙げられる。   When the decolorizer precursor is an acid generator, preferred examples include the above-described cationic polymerization initiators. In the case of a radical generator, preferred examples include the aforementioned radical polymerization initiators. In the case of a base generator, preferred examples include the aforementioned anionic polymerization initiators.

色素消色反応の具体例として好ましくは、特願2004−88790号に記載されている例が挙げられる。   Preferable examples of the dye decoloring reaction include those described in Japanese Patent Application No. 2004-88790.

6)残存消色色素潜像−潜像増感重合反応
好ましくは、ホログラム露光波長に吸収を有する増感色素がホログラム露光時に光を吸収して励起状態を生成した後、その励起エネルギーを用いてホログラム再生光波長のモル吸光係数が1000以下、好ましくは100以下、最も好ましくは0の消色性色素を消色し、消色されなかった残存消色性色素を潜像とする第1の工程と、その残存消色性色素潜像にホログラム露光とは異なる波長の光を照射することにより重合を起こし、干渉縞を屈折率変調として記録する第2の工程を有することを特徴とするホログラム記録方法であり、高速記録、多重記録適性、記録後の保存性等に優れる。
さらに、ホログラム露光波長に吸収を有する増感色素がホログラム露光時に光を吸収して励起状態を生成した後、5)で述べた消色剤前駆体とエネルギー移動または電子移動することにより消色剤前駆体から消色剤を発生させ、その消色剤が消色性色素を消色することにより、消色されなかった残存消色性色素を潜像とする第1の工程と、その残存消色性色素潜像にホログラム露光とは異なる波長の光を照射することにより、エネルギー移動または電子移動により重合開始剤を活性化させて重合を起こし、干渉縞を屈折率変調として記録する第2の工程を有することを特徴とするホログラム記録方法、も好ましい。
6) Residual decolorizable dye latent image-latent image sensitized polymerization reaction Preferably, a sensitizing dye having absorption at the hologram exposure wavelength absorbs light during hologram exposure to generate an excited state, and then uses the excitation energy. A first step of erasing a decolorizable dye having a molar extinction coefficient of a hologram reproduction light wavelength of 1000 or less, preferably 100 or less, and most preferably 0, and using a remaining decolorizable dye as a latent image. And a second step of recording the interference fringes as refractive index modulation by irradiating the residual decolorizable dye latent image with light having a wavelength different from that of the hologram exposure. This method is excellent in high-speed recording, suitability for multiple recording, storability after recording, and the like.
Further, after the sensitizing dye having absorption at the hologram exposure wavelength absorbs light at the time of hologram exposure to generate an excited state, the decolorizer is transferred by energy transfer or electron transfer with the decolorizer precursor described in 5). A decoloring agent is generated from the precursor, and the decoloring agent decolorizes the decolorizable dye, whereby a first step of forming a residual decolorable dye that has not been decolored as a latent image, and the residual decoloration By irradiating the chromatic dye latent image with light having a wavelength different from that of hologram exposure, the polymerization initiator is activated by energy transfer or electron transfer to cause polymerization, and the interference fringes are recorded as refractive index modulation. A hologram recording method characterized by having a step is also preferable.

さらに、そのようなホログラム記録方法が可能な化合物群として、少なくとも、
1)第1の工程のホログラム露光にて光を吸収し励起状態を生成する増感色素、
2)第1の工程にて増感色素励起状態から、直接電子移動する結果、または消色剤前駆体へ電子移動することにより消色剤を発生させる結果、消色することができるホログラム再生光波長のモル吸光係数が1000以下の消色性色素、
3)第2の工程にて残存消色性色素励起状態から電子移動またはエネルギー移動することにより、重合性化合物の重合を開始することができる重合開始剤(場合により2)の消色剤前駆体を兼ねる)、
4)重合性化合物、
5)バインダー、
を含むことが好ましい。なお、2)にて消色剤前駆体にエネルギー移動または電子移動す
る場合は、6)第1の工程にて増感色素励起状態から、電子移動またはエネルギー移動することにより消色剤を発生することができる消色剤前駆体、も含むことが好ましい。
Further, as a compound group capable of such a hologram recording method, at least,
1) a sensitizing dye that absorbs light and generates an excited state by hologram exposure in the first step;
2) Hologram reproduction light that can be decolored as a result of direct electron transfer from the excited state of the sensitizing dye in the first step or as a result of generating a decolorant by electron transfer to the decolorizer precursor. A decolorizable dye having a molar extinction coefficient of 1000 or less,
3) A decolorizer precursor of a polymerization initiator (possibly 2) capable of initiating polymerization of the polymerizable compound by electron transfer or energy transfer from the remaining decolorizable dye excited state in the second step. )
4) a polymerizable compound,
5) binder,
It is preferable to contain. In the case of energy transfer or electron transfer to the decolorizer precursor in 2), 6) the decolorizer is generated by electron transfer or energy transfer from the sensitizing dye excited state in the first step. It is also preferred to include a decolorant precursor that can be used.

なお、増感色素として好ましい例は、1)発色反応の所で述べた例と同じである。重合開始剤、重合性化合物、バインダーとして好ましい例は、3)潜像発色−発色体増感重合反応の所で述べた例と同じである。また下記で説明する本発明でとくに好ましいバインダーポリマーも挙げられる。
消色性色素、消色剤前駆体の好ましい例は、5)消色反応の所で述べた例と同じである。
なお、第2の工程にて照射する光の波長域では、増感色素の線形吸収のモル吸光係数が1000以下であることがより好ましく、500以下であることがさらに好ましい。
また、第2の工程にて照射する光の波長域では、消色性色素のモル吸光係数が1000以上であることが好ましい。
Preferred examples of the sensitizing dye are the same as those described in 1) Color development reaction. Preferred examples of the polymerization initiator, the polymerizable compound and the binder are the same as those described in the section of 3) Latent image color development-coloring body sensitization polymerization reaction. Further, binder polymers particularly preferable in the present invention described below are also included.
Preferred examples of the decolorizable dye and decolorant precursor are the same as those described in 5) Decolorization reaction.
In the wavelength range of the light irradiated in the second step, the molar absorption coefficient of linear absorption of the sensitizing dye is more preferably 1000 or less, and further preferably 500 or less.
Moreover, it is preferable that the molar extinction coefficient of the decolorizable dye is 1000 or more in the wavelength range of the light irradiated in the second step.

ここで、本発明の「残存消色色素潜像−潜像増感重合方式」において、消色剤前駆体と重合開始剤が一部または全部同じで両方の機能を兼ねることも好ましい。
増感色素とは別に消色性色素を添加する場合にて、消色剤前駆体と重合開始剤が異なる場合(例えば消色剤前駆体が酸発生剤または塩基発生剤、重合開始剤はラジカル重合開始剤、あるいは、消色剤前駆体がラジカル発生剤または求核剤発生剤、重合開始剤が酸発生剤または塩基発生剤)は、増感色素は消色剤前駆体に対してのみ電子移動増感可能で、重合開始剤は消色性色素によってのみ電子移動増感可能であることが好ましい。
Here, in the “residual decoloring dye latent image-latent image sensitization polymerization method” of the present invention, it is also preferable that the decoloring agent precursor and the polymerization initiator are partially or entirely the same and serve both functions.
When a decolorizable dye is added separately from the sensitizing dye and the decolorizer precursor and the polymerization initiator are different (for example, the decolorizer precursor is an acid generator or a base generator, the polymerization initiator is a radical Polymerization initiator or decolorizer precursor is radical generator or nucleophile generator, polymerization initiator is acid generator or base generator), sensitizing dye is electron only to decolorizer precursor It is preferable that transfer sensitization is possible and the polymerization initiator is capable of electron transfer sensitization only with a decolorizable dye.

本発明のホログラム記録方法及びそのような記録が可能であるホログラム記録材料においては、第1の工程、第2の工程、またはその後の光照射、熱印加、またはその両方による定着工程のいずれかにより増感色素を分解して定着することが保存性及び非破壊再生の点で好ましく、さらには、第1の工程、第2の工程、またはその後の光照射、熱印加、またはその両方による定着工程のいずれかにより増感色素を、第2の工程、またはその後の光照射、熱印加、またはその両方による定着工程のいずれかにより残存している消色性色素を分解して定着することがより好ましい。   In the hologram recording method of the present invention and the hologram recording material capable of such recording, either by the first step, the second step, or the subsequent fixing step by light irradiation, heat application, or both. Decomposing and fixing the sensitizing dye is preferable in terms of storage stability and non-destructive regeneration, and further, a fixing step by the first step, the second step, or subsequent light irradiation, heat application, or both. It is more possible to decompose and fix the decolorizable dye remaining in either the second step or the fixing step by the subsequent light irradiation, heat application, or both. preferable.

以下に「残存消色色素潜像−潜像増感重合反応方式」の概念を説明する。
例えば、532nmのYAG・SHGレーザーをホログラム記録材料に照射し、増感色素に吸収させ励起状態を生成させる。その増感色素励起状態から消色剤前駆体にエネルギー移動または電子移動させることにより消色剤を発生させて、消色性色素を消色させる。その結果、残存した消色性色素による潜像を形成することができる(以上第1の工程)。次に350〜420nmの波長域の光を照射して、残存消色色素潜像の吸収を起こし、重合開始剤に電子移動またはエネルギー移動させることにより活性化して重合を開始させる。例えば、重合性化合物がバインダーよりも屈折率が小さい場合、重合が起こる部分に重合性化合物が集まるため屈折率が低くなる(以上第2の工程)。第1の工程にて干渉明部となった部分では潜像となる残存消色性色素が少ないため第2の工程においても重合はあまり起きずバインダーの存在比が高くなり、その結果干渉明部と干渉暗部にて大きな屈折率変調を形成することができ、干渉縞として記録することができる。第1及び第2の工程、あるいはさらにその後の定着工程により増感色素及び残存消色性色素を分解して消色できれば、非破壊再生及び保存性に優れたホログラム記録材料を提供することができる。
例えば532nmのレーザーを再び用い、記録を行ったホログラム記録材料に照射すると、記録した情報、画像等を再生する、あるいは所望の光学材料として機能することができる。
The concept of “residual decoloring dye latent image-latent image sensitized polymerization reaction method” will be described below.
For example, a hologram recording material is irradiated with a 532 nm YAG / SHG laser and absorbed by a sensitizing dye to generate an excited state. The decoloring agent is generated by causing energy transfer or electron transfer from the excited state of the sensitizing dye to the decoloring agent precursor to decolorize the decoloring dye. As a result, it is possible to form a latent image with the remaining decolorizable dye (first step). Next, light in the wavelength region of 350 to 420 nm is irradiated to cause absorption of the residual decolorizable dye latent image, and the polymerization initiator is activated by electron transfer or energy transfer to initiate polymerization. For example, when the polymerizable compound has a refractive index lower than that of the binder, the refractive index is lowered because the polymerizable compound is collected at the portion where the polymerization occurs (second step). In the portion where the interference bright portion is formed in the first step, there is little residual decolorizable dye that becomes a latent image, so that polymerization does not occur so much in the second step and the abundance ratio of the binder becomes high. A large refractive index modulation can be formed in the interference dark part, and recording can be performed as interference fringes. If the sensitizing dye and the remaining decolorizable dye can be decomposed and decolored by the first and second steps or further fixing step, a hologram recording material excellent in nondestructive reproduction and storage stability can be provided. .
For example, when a 532 nm laser is used again to irradiate the recorded hologram recording material, the recorded information, images, etc. can be reproduced or function as a desired optical material.

残存消色色素潜像−潜像増感重合反応の具体例として好ましくは、特願2004−88790号に記載されている例が挙げられる。   Preferred examples of the residual decolorizable dye latent image-latent image sensitization polymerization reaction include the examples described in Japanese Patent Application No. 2004-88790.

本発明のホログラム記録材料は、前記のような増感色素、干渉縞記録成分、重合開始剤、重合性化合物、バインダー、消色性色素、消色剤前駆体等に加えて、さらに必要に応じて電子供与性化合物、電子受容性化合物、連鎖移動剤、架橋剤、熱安定剤、可塑剤、溶媒等の添加物を用いることができる。   In addition to the sensitizing dye, the interference fringe recording component, the polymerization initiator, the polymerizable compound, the binder, the decoloring dye, the decoloring agent precursor, etc. In addition, additives such as an electron donating compound, an electron accepting compound, a chain transfer agent, a crosslinking agent, a heat stabilizer, a plasticizer, and a solvent can be used.

電子供与性化合物は増感色素、発色体または消色性色素のラジカルカチオンを還元する能力を有し、電子受容性化合物は増感色素、発色体または消色性色素のラジカルアニオンを酸化する能力を有し、共に増感色素、発色体または消色性色素を再生する機能を有する。具体的には例えば、特願2004−238077号に記載されている例が好ましい例として挙げられる。
特に電子供与性化合物は、色素前駆体群への電子移動後の増感色素、発色体または消色性色素ラジカルカチオンを素早く再生できるため高感度のために有用である。電子供与性化合物としては、酸化電位が増感色素、発色体または消色性色素の酸化電位よりも卑なものが好ましい。電子供与性化合物の好ましい具体例を以下に挙げるが、本発明はこれに限定されるものではない。
Electron-donating compounds have the ability to reduce radical cations of sensitizing dyes, color formers or decolorizable dyes, and electron-accepting compounds have the ability to oxidize radical anions of sensitizing dyes, color formers or decolorable dyes. Both have a function of regenerating a sensitizing dye, a color former or a decolorizable dye. Specifically, for example, an example described in Japanese Patent Application No. 2004-238077 is given as a preferred example.
In particular, the electron donating compound is useful for high sensitivity because it can quickly regenerate the sensitizing dye, the color former or the decolorable dye radical cation after the electron transfer to the dye precursor group. As the electron donating compound, those having an oxidation potential lower than the oxidation potential of the sensitizing dye, color former or decolorizable dye are preferable. Preferred specific examples of the electron donating compound are listed below, but the present invention is not limited thereto.

Figure 2006235386
Figure 2006235386

電子供与性化合物としては特に、フェノチアジン系化合物(例えば10−メチルフェノチアジン、10−(4‘−メトキシフェニル)フェノチアジン)、トリフェニルアミン系化合物(例えばトリフェニルアミン、トリ(4’−メトキシフェニル)アミン、TPD系化合物(例えばTPD)等が好ましく、フェノチアジン系化合物がさらに好ましく、N−メチルフェノチアジンが最も好ましい。   Especially as an electron-donating compound, a phenothiazine type compound (for example, 10-methylphenothiazine, 10- (4′-methoxyphenyl) phenothiazine), a triphenylamine type compound (for example, triphenylamine, tri (4′-methoxyphenyl) amine) , TPD compounds (such as TPD) are preferred, phenothiazine compounds are more preferred, and N-methylphenothiazine is most preferred.

なお、前述してきた本発明の増感色素、酸発生剤、塩基発生剤、色素前駆体、消色性色素、消色剤前駆体、電子供与性化合物等はオリゴマーまたはポリマーでも良く、その際は主鎖に含まれても側鎖に含まれても良く、共重合体であっても良い。
ポリマー主鎖としてはどのような構造でも良いが、ポリアクリレートやポリメタクリレート、ポリスチレン、ポリエチレンオキサイド等のポリエーテル、ポリエステル、ポリアミド等が好ましく挙げられる。
その際、本発明のポリマーまたはオリゴマーとしては繰り返し単位が2以上100万以下であり、好ましくは3以上100万以下であり、より好ましくは5以上50万以下であり、もっとも好ましくは10以上10万以下である。
またポリマーまたはオリゴマーの分子量としては好ましくは500以上1000万以下であり、より好ましくは1000以上500万以下であり、さらに好ましくは2000以上100万以下であり、最も好ましくは3000以上100万以下である。
The sensitizing dye, acid generator, base generator, dye precursor, decolorizable dye, decolorant precursor, electron donating compound, etc. of the present invention described above may be oligomers or polymers. It may be contained in the main chain or in the side chain, and may be a copolymer.
The polymer main chain may have any structure, and preferred examples include polyacrylates, polymethacrylates, polyethers such as polystyrene and polyethylene oxide, polyesters, polyamides, and the like.
In this case, the polymer or oligomer of the present invention has a repeating unit of 2 to 1,000,000, preferably 3 to 1,000,000, more preferably 5 to 500,000, and most preferably 100,000 to 100,000. It is as follows.
The molecular weight of the polymer or oligomer is preferably 500 or more and 10 million or less, more preferably 1000 or more and 5 million or less, further preferably 2000 or more and 1 million or less, and most preferably 3000 or more and 1 million or less. .

連鎖移動剤、架橋剤、熱安定剤、可塑剤、溶媒等の具体例として好ましい例は、特願2004−238392号に記載されている例が挙げられる。   Specific examples of the chain transfer agent, the crosslinking agent, the heat stabilizer, the plasticizer, the solvent, and the like include the examples described in Japanese Patent Application No. 2004-238392.

連鎖移動剤として好ましくは、チオール類であり、例えば、2−メルカプトベンズオキサゾール、2−メルカプトベンズチアゾール、2−メルカプトベンズイミダゾール、4−メチル−4H−1,2,4−トリアゾール−3−チオール、p−ブロモベンゼンチオール、チオシアヌル酸、1,4−ビス(メルカプトメチル)ベンゼン、p−トルエンチオールなどが挙げられる。
特に重合開始剤が2,4,5−トリフェニルイミダゾリルダイマーの場合は連鎖移動剤を用いることが好ましい。
The chain transfer agent is preferably a thiol, such as 2-mercaptobenzoxazole, 2-mercaptobenzthiazole, 2-mercaptobenzimidazole, 4-methyl-4H-1,2,4-triazole-3-thiol, Examples include p-bromobenzenethiol, thiocyanuric acid, 1,4-bis (mercaptomethyl) benzene, p-toluenethiol and the like.
In particular, when the polymerization initiator is 2,4,5-triphenylimidazolyl dimer, it is preferable to use a chain transfer agent.

本発明のホログラム記録材料には、保存時の保存性を向上させるために熱安定剤を添加
することができる。
有用な熱安定剤にはハイドロキノン、フェニドン、p−メトキシフェノール、アルキルおよびアリール置換されたハイドロキノンとキノン、カテコール、t−ブチルカテコール、ピロガロール、2−ナフトール、2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール、フェノチアジン、およびクロルアニールなどが含まれる。
A heat stabilizer can be added to the hologram recording material of the present invention in order to improve storage stability during storage.
Useful heat stabilizers include hydroquinone, phenidone, p-methoxyphenol, alkyl and aryl substituted hydroquinones and quinones, catechol, t-butylcatechol, pyrogallol, 2-naphthol, 2,6-di-t-butyl-p. -Cresol, phenothiazine, chloranneal and the like.

可塑剤はホログラム記録材料の接着性、柔軟性、硬さ、およびその他の機械的諸特性を変えるために用いられる。可塑剤としては例えば、トリエチレングリコールジカプリレート、トリエチレングリコールビス(2−エチルヘキサノエート)、テトラエチレングリコールジヘプタノエート、ジエチルセバケート、ジブチルスベレート、トリス(2−エチルヘキシル)ホスフェート、トリクレジルホスフェート、ジブチルフタレート、アルコール類、フェノール類等が挙げられる。   The plasticizer is used to change the adhesiveness, flexibility, hardness, and other mechanical properties of the hologram recording material. Examples of the plasticizer include triethylene glycol dicaprylate, triethylene glycol bis (2-ethylhexanoate), tetraethylene glycol diheptanoate, diethyl sebacate, dibutyl suberate, tris (2-ethylhexyl) phosphate, Examples include tricresyl phosphate, dibutyl phthalate, alcohols, and phenols.

次に、本発明でとくに好ましいバインダー(熱硬化性ポリマー)について説明する。   Next, a particularly preferable binder (thermosetting polymer) in the present invention will be described.

上記バインダーポリマーは、好ましくは、反応性ポリマーと架橋剤とを含み、重合反応(例えば熱反応)によりポリマーマトリックスを形成したものである。さらに好ましくは、反応性ポリマーがポリオールであり、架橋剤がNCO末端のプレポリマー(イソシアネート)であり、ポリオールとNCO末端のプレポリマーとを混合した後12分以内に発熱ピークが発生するものが好ましい。該バインダーポリマーを用いて作製したホログラム記録材料からなる光記録媒体は、製品のバラツキが少なく、気泡がなく、光学的にフラットで、厚さが均一であり、その結果、製品は優れた光学特性を有し、そして作製された製品は所望のダイナミックレンジと感度を有している。   The binder polymer preferably includes a reactive polymer and a cross-linking agent and forms a polymer matrix by a polymerization reaction (for example, a thermal reaction). More preferably, the reactive polymer is a polyol, the cross-linking agent is an NCO-terminated prepolymer (isocyanate), and an exothermic peak is generated within 12 minutes after mixing the polyol and the NCO-terminated prepolymer. . An optical recording medium made of a hologram recording material produced using the binder polymer has less product variation, no bubbles, optically flatness, and uniform thickness. As a result, the product has excellent optical properties. And the produced product has the desired dynamic range and sensitivity.

その光学特性に対する要求を満たすためには、熱あるいは触媒により反応を活性化させる前にすべての材料を十分に脱気すべく留意する必要がある。さらに、副生物としてガスを生成するいかなる不純物も除去する必要があり、これにより硬化させた最終のマトリックスシステムの中で気泡が発生するのを防止する。   In order to meet the requirements for its optical properties, care must be taken to fully degas all materials before activating the reaction with heat or catalyst. In addition, any impurities that generate gas as a by-product need to be removed, thereby preventing bubbles from forming in the final cured matrix system.

さらに、光記録媒体の大量生産を可能とするため、熱架橋マトリックスシステムの形成を短時間で(好ましくは20分以下で)行うことが好ましい。   Furthermore, in order to enable mass production of optical recording media, it is preferable to form the thermal crosslinking matrix system in a short time (preferably in 20 minutes or less).

2成分のウレタンマトリックスシステムに基づいて高性能の光記録媒体を作製するには、例えば、ポリオールとすべての添加物が実質的に水分を含まない必要がある。一旦、イソシアネートと、触媒を含むポリオールと、すべての他の成分をすべて混合した後は、混合時に混合物の中に導入され取り込まれたすべての空気を除くため、脱気を行う必要がある。脱気には時間がかかるため、イソシアネートとポリオールの混合物からすべての気泡が除去されるまではウレタン反応が起きないようにする必要がある。   To make a high performance optical recording medium based on a two component urethane matrix system, for example, the polyol and all additives need to be substantially free of moisture. Once the isocyanate, the polyol containing the catalyst, and all other components are mixed, it is necessary to degas to remove any air introduced into the mixture during mixing. Since deaeration takes time, it is necessary to prevent the urethane reaction from occurring until all the bubbles are removed from the mixture of isocyanate and polyol.

ポリオールは、ポリテトラメチレングリコール、ポリカプロラクトン、ポリプロピレンオキサイドのジオールとトリオールから選択される。好ましいポリオールは、分子量が450〜6000のポリプロピレンオキサイドのトリオール、ポリテトラメチレンエーテルジオールである。ポリオールは水分を含まないことが好ましい。高温の真空蒸留処理又は水分除去剤等の添加物を用いて、使用前にポリオール中に水分が残存しないようにすることもできる。   The polyol is selected from polytetramethylene glycol, polycaprolactone, polypropylene oxide diol and triol. Preferred polyols are polypropylene oxide triol and polytetramethylene ether diol having a molecular weight of 450 to 6000. The polyol preferably does not contain moisture. An additive such as a high-temperature vacuum distillation treatment or a water removing agent can be used to prevent water from remaining in the polyol before use.

添加物には、ブチル化ヒドロキシトルエン(BHT)、フェノチアジン、ヒドロキノン、そしてヒドロキンのメチルエーテルを、そして過酸化物、ホスフィット、そしてヒドロキシアミン、そして取り込まれた気泡を除去するための脱泡剤又は脱気剤が含まれる。   Additives include butylated hydroxytoluene (BHT), phenothiazine, hydroquinone, and methyl ether of hydroquine, and peroxide, phosphite, and hydroxyamine, and a defoamer to remove entrained bubbles or Deaerator is included.

スズ触媒を用いることもできる。これには、ジメチルジラウレートスズ、ジブチルジラクレートスズ、オクタン酸第一スズ等が挙げられる。   A tin catalyst can also be used. This includes dimethyl dilaurate tin, dibutyl dilacrate tin, stannous octoate, and the like.

該バインダーポリマーは、マトリックス前駆体と光屈折率変調成分とを混合する工程と、in situで混合物を硬化させてマトリックスを形成する工程を含む工程により形成される。硬化時にマトリックス前駆体を重合させる反応は、光屈折率変調成分の光屈折率変調反応と独立した反応であり、ポリマーマトリックス形成反応時に光屈折率変調成分を反応させないことが望ましい。ポリマーマトリックスと光屈折率変調成分との間の独立性の結果として、ホログラム記録材料からなる光記録媒体への有用な記録特性が付与される。例えば、光屈折率変調成分を高濃度にすることなく、屈折率に大きな変調を形成することができる。   The binder polymer is formed by a process including a step of mixing a matrix precursor and a light refractive index modulation component and a step of curing the mixture in situ to form a matrix. The reaction for polymerizing the matrix precursor at the time of curing is a reaction independent of the photorefractive index modulation reaction of the photorefractive index modulation component, and it is desirable not to react the photorefractive index modulation component during the polymer matrix formation reaction. As a result of the independence between the polymer matrix and the optical refractive index modulation component, useful recording characteristics are imparted to an optical recording medium made of a hologram recording material. For example, it is possible to form a large modulation in the refractive index without increasing the optical refractive index modulation component.

前記のように、該バインダーポリマーは、マトリックス前駆体と、光屈折率変調成分とを混合し、前駆体をin situで硬化させポリマーマトリックスを形成することにより得られる。マトリックス前駆体と光屈折率変調成分は、硬化時にマトリックス前駆体が重合する反応が、光屈折率変調成分の光屈折率変調反応と独立した反応である。すなわち、マトリックスの硬化時には、光屈折率変調成分は実質的に不活性である。ポリマーマトリックスの形成は、少なくとも約105 Pa、一般に約105 Pa〜約109 Pa、好ましくは約106 Pa〜約108 Paの弾性率を示す場合に、完了したとみなされる。 As described above, the binder polymer can be obtained by mixing a matrix precursor and a light refractive index modulation component, and curing the precursor in situ to form a polymer matrix. In the matrix precursor and the light refractive index modulation component, the reaction of polymerizing the matrix precursor at the time of curing is a reaction independent of the light refractive index modulation reaction of the light refractive index modulation component. That is, the light refractive index modulation component is substantially inactive when the matrix is cured. Formation of the polymer matrix is considered complete when it exhibits a modulus of at least about 10 5 Pa, generally from about 10 5 Pa to about 10 9 Pa, preferably from about 10 6 Pa to about 10 8 Pa.

少なくとも1個以上の光屈折率変調成分は、その官能基を除いて、ポリマーマトリックスに実質的に存在しない1以上の成分を含んでいる。ここで、実質的に存在しないとは、光屈折率変調成分が、記録材料中のすべての成分の20%以下しかマトリックス中に存在、すなわち共有結合していないことを指す。得られるホログラム記録材料は、ポリマーマトリックスが光屈折率変調成分と無関係であることにより、好ましい屈折率差を示す。   The at least one photorefractive index modulating component includes one or more components that are substantially absent from the polymer matrix, except for the functional group. Here, “substantially not present” means that the optical refractive index modulation component is present in the matrix in an amount of 20% or less of all the components in the recording material, that is, is not covalently bonded. The resulting hologram recording material exhibits a preferable refractive index difference because the polymer matrix is independent of the optical refractive index modulation component.

ポリマーマトリックスは、硬化工程により(硬化とは、ポリマーマトリックスを形成するために前駆体を反応させる工程を指す)、マトリックス前駆体からin situで形成された固体ポリマーである。前駆体には、1以上のモノマー、1以上のオリゴマー、又はモノマーとオリゴマーの混合物を用いることができる。さらに、1個の前駆体分子中に、又は前駆体分子群の中に1以上の前駆体官能基を有していても良い。前駆体官能基とは、マトリックスの硬化時における重合サイトとなる、前駆体分子中の1以上の基を指す。光屈折率変調成分との混合を促進するため、前駆体は、約−50℃〜約80℃の温度範囲で液体であることが好ましい。マトリックスの重合は室温で行うことが好ましい。また、重合は5分以内で行うことが好ましい。ホログラム記録材料のガラス転移温度(Tg)は、ホログラフィック記録プロセスの間、光屈折率変調成分が十分に拡散及び化学反応を起こすように十分に低いことが好ましい。一般に、Tgは、ホログラフィック記録は行われる温度よりも50℃を超えないことが好ましく、典型的なホログラフィック記録の場合、Tgは約80℃と約−130℃との間が好ましい(通常の方法で測定した場合)。   A polymer matrix is a solid polymer formed in situ from a matrix precursor by a curing process (curing refers to the process of reacting a precursor to form a polymer matrix). The precursor can be one or more monomers, one or more oligomers, or a mixture of monomers and oligomers. Furthermore, one or more precursor functional groups may be contained in one precursor molecule or in a precursor molecule group. Precursor functional groups refer to one or more groups in the precursor molecule that serve as polymerization sites when the matrix is cured. In order to facilitate mixing with the photorefractive index modulating component, the precursor is preferably a liquid at a temperature range of about −50 ° C. to about 80 ° C. The matrix polymerization is preferably carried out at room temperature. The polymerization is preferably performed within 5 minutes. The glass transition temperature (Tg) of the holographic recording material is preferably low enough so that the optical refractive index modulation component undergoes sufficient diffusion and chemical reaction during the holographic recording process. In general, Tg preferably does not exceed 50 ° C. above the temperature at which holographic recording takes place, and for typical holographic recording, Tg is preferably between about 80 ° C. and about −130 ° C. (normal Measured by the method).

本発明において、ポリマーマトリックスを形成するために用いられる重合反応の例としては、カチオンエポキシ重合反応、カチオンビニルエーテル重合反応、カチオンアルケニルエーテル重合反応、カチオンアリルエーテル重合反応、カチオンケテンアセタール重合反応、エポキシアミン段階重合反応、エポキシメルカプタン段階重合反応、不飽和エステルアミン段階重合反応(マイケル付加による)、不飽和エステルメルカプタン段階重合反応(マイケル付加による)、ビニル−シリコン水素化物段階重合反応(ハイドロシリレーション)、イソシアネート−水酸基段階重合反応(ウレタン生成反応)、イソシアネート−アミン段階重合反応(尿素生成反応)、もしくはそれらの組み合わせからなる重合反応である。中でも、イソシアネート−水酸基段階重合反応、イソシアネート−アミン段階重
合反応、もしくはそれらの組み合わせが好ましい。
In the present invention, examples of the polymerization reaction used to form the polymer matrix include cationic epoxy polymerization reaction, cationic vinyl ether polymerization reaction, cationic alkenyl ether polymerization reaction, cationic allyl ether polymerization reaction, cationic ketene acetal polymerization reaction, epoxy amine Step polymerization reaction, epoxy mercaptan step polymerization reaction, unsaturated ester amine step polymerization reaction (by Michael addition), unsaturated ester mercaptan step polymerization reaction (by Michael addition), vinyl-silicon hydride step polymerization reaction (hydrosilylation), It is a polymerization reaction comprising an isocyanate-hydroxyl step polymerization reaction (urethane formation reaction), an isocyanate-amine step polymerization reaction (urea formation reaction), or a combination thereof. Among these, an isocyanate-hydroxyl step polymerization reaction, an isocyanate-amine step polymerization reaction, or a combination thereof is preferable.

それらの反応のいくつかは、適当な触媒を用いることにより開始又は加速することができる。例えば、カチオンエポキシ重合は、BF3系触媒を用いることにより室温で速やかに重合させることができ、他のカチオン重合はプロトンの存在下で進行し、エポキシ−メルカプタン反応とマイケル付加はアミン等の塩基により加速され、ハイドロシリル化は、白金等の遷移金属触媒の存在下で速やかに進行し、ウレタン及び尿素形成はスズ触媒を用いることにより速やかに進行させることができる。マトリックス形成に光活性化触媒を用いることもできる。 Some of these reactions can be initiated or accelerated by using a suitable catalyst. For example, cationic epoxy polymerization can be rapidly carried out at room temperature by using a BF 3 -based catalyst, other cationic polymerization proceeds in the presence of protons, and epoxy-mercaptan reaction and Michael addition are bases such as amines. Hydrosilylation proceeds rapidly in the presence of a transition metal catalyst such as platinum, and urethane and urea formation can proceed rapidly by using a tin catalyst. A photoactivated catalyst can also be used for matrix formation.

該バインダーポリマーを利用したホログラム記録材料の配合の一例は、以下の成分から成る。
NCO末端プレポリマー 20〜50質量%
光屈折率変調成分 1〜15質量%
ポリオール 40〜75質量%
触媒 0.1〜3質量%
添加剤 0.001〜0.5質量%
An example of the composition of the hologram recording material using the binder polymer is composed of the following components.
NCO-terminated prepolymer 20-50% by mass
Photorefractive index modulation component 1 to 15% by mass
Polyol 40-75% by mass
0.1 to 3% by mass of catalyst
Additive 0.001-0.5 mass%

NCO末端プレポリマーは、ジオールとジイソシアネートとの反応の副生物であり、NCO含量が10〜25質量%であるものから選択することができる。NCO含量は、プレポリマー、未反応のジイソシアネート、そして特性向上のため必要により添加されたポリイソシアネートそのものに基づいて算出することができる。芳香族ジイソシアネート系のプレポリマーが好ましい。しかしながら、NCO末端プレポリマーが、脂肪族ジイソシアネート系である場合、NCO含量の5〜100質量%は、芳香族ジイソシアネート又は脂肪族ポリイソシアネートからのものである必要がある。好ましい芳香族ジイソシアネートは、限定されないが、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)とトルエンジイソシアネート(HDI)である。好ましい脂肪族イソシアネートは、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、そしてそのビウレット、イソシアヌレート、ウレチジオン(uretidione)、そして他の誘導体である。   The NCO-terminated prepolymer is a byproduct of the reaction of diol and diisocyanate and can be selected from those having an NCO content of 10 to 25% by weight. The NCO content can be calculated based on the prepolymer, the unreacted diisocyanate, and the polyisocyanate added as necessary to improve the properties. Aromatic diisocyanate prepolymers are preferred. However, if the NCO-terminated prepolymer is based on an aliphatic diisocyanate, 5-100% by weight of the NCO content needs to be from an aromatic diisocyanate or an aliphatic polyisocyanate. Preferred aromatic diisocyanates are, but not limited to, diphenylmethane diisocyanate (MDI) and toluene diisocyanate (HDI). Preferred aliphatic isocyanates are hexamethylene diisocyanate (HDI) and its biurets, isocyanurates, uretidiones, and other derivatives.

とくに好ましくは、次の2つの例である。
(1)NCO末端のプレポリマーが、ビスシクロヘキシルメタンジイソシアネート、ビスシクロヘキシルメタンジイソシアネートとポリテトラメチレングリコールとの反応により形成されるNCO末端のプレポリマー、ブチル化ヒドロキシトルエン、および/またはヘキサメチレンジイソシアネートの誘導体を含み、かつ前記ポリオールが、ポリプロピレンオキサイドのポリオールとポリテトラメチレンエーテルのポリオールを含み、前記ポリオールと前記NCO末端のプレポリマーとを混合した後12分以内に発熱ピークが発生する。
(2)NCO末端のプレポリマーが、ジフェニルメタンジイソシアネート、トルエンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、およびヘキサメチレンジイソシアネートの誘導体から選択された物質を含み、かつ前記ポリオールが、ポリプロピレンオキサイドのポリオールを含み、かつ前記ポリオールと前記NCO末端のプレポリマーとを混合した後12分以内に発熱ピークが発生する。
Particularly preferred are the following two examples.
(1) NCO-terminated prepolymer formed by the reaction of biscyclohexylmethane diisocyanate, biscyclohexylmethane diisocyanate and polytetramethylene glycol, butylated hydroxytoluene, and / or a derivative of hexamethylene diisocyanate And the polyol contains a polypropylene oxide polyol and a polytetramethylene ether polyol, and an exothermic peak occurs within 12 minutes after mixing the polyol and the NCO-terminated prepolymer.
(2) the NCO-terminated prepolymer includes a material selected from diphenylmethane diisocyanate, toluene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, and a derivative of hexamethylene diisocyanate, and the polyol includes a polyol of polypropylene oxide, and An exothermic peak occurs within 12 minutes after mixing with the NCO-terminated prepolymer.

該バインダーポリマーを使用して光記録媒体を作製する場合は、例えば、マトリックス前駆体と光屈折率変調成分との混合物を、例えば混合物を保持するガスケットを用いて2つの板の間に堆積させることにより行うことができる。その板は典型的にはガラスであるが、データの記録に用いる照射光に透明な他の材料、例えば、ポリカーボネート又はポリ(メチルメタクリレート)等のプラスチックを用いることもできる。2つの板の間に、光記録媒体を所望の厚さにするためのスペーサを配置することもできる。マトリックスの硬
化時には、材料の収縮により板の中に応力が発生し、その応力により板の平行度及び/又は間隔が変化する結果、媒体の光学特性に悪影響を与える。このような影響を除くため、支持台、例えば真空チャックを備えた装置の中に板を配置することが有効である。これにより、平行度及び/又は間隔を変化させるような変化に応答して調整することが可能である。そのような装置においては、従来の干渉法を用いてリアルタイムに平行度をモニターすることも可能であり、それにより硬化時において必要な調整を行うこともできる。その方法については、例えば、米国特許出願第08/867,563号に記載されており、文献名を示すことにより本明細書の一部となる。本発明のホログラム記録材料を、他の方法により支持することも可能である。例えば、マトリックス前駆体/光屈折率変調成分の混合物を基体、例えば、バイコールガラス等のナノポーラスのガラス材料の孔の中に、マトリックスの硬化に先立って配置することも考えられる。さらに、従来のポリマープロセス、例えば、密閉金型成形又はシート押出も含まれる。層状媒体、すなわち、ガラス等の多数の基体を含み、基体の間に記録材料の層を備えた媒体も考えられる。
When producing an optical recording medium using the binder polymer, for example, a mixture of a matrix precursor and a light refractive index modulation component is deposited between two plates using, for example, a gasket that holds the mixture. be able to. The plate is typically glass, but other materials that are transparent to the illuminating light used to record the data, for example, plastics such as polycarbonate or poly (methyl methacrylate) can also be used. A spacer for making the optical recording medium have a desired thickness can be disposed between the two plates. When the matrix is cured, stress is generated in the plate due to the shrinkage of the material, and the parallelism and / or spacing of the plate changes due to the stress, which adversely affects the optical properties of the medium. In order to eliminate such influence, it is effective to arrange the plate in a device provided with a support table, for example, a vacuum chuck. This allows adjustment in response to changes that change parallelism and / or spacing. In such an apparatus, it is also possible to monitor parallelism in real time using conventional interferometry, thereby making necessary adjustments during curing. The method is described, for example, in US patent application Ser. No. 08 / 867,563, and becomes a part of this specification by indicating the name of the document. The hologram recording material of the present invention can be supported by other methods. For example, it is contemplated that the matrix precursor / light index modulating component mixture may be placed in a substrate, for example, a hole in a nanoporous glass material such as Vycor glass, prior to curing of the matrix. In addition, conventional polymer processes such as closed mold or sheet extrusion are also included. A layered medium, i.e. a medium comprising a number of substrates, such as glass, with a layer of recording material between the substrates is also conceivable.

ホログラム記録材料に記録される情報量は、記録材料の屈折率差Δnと、記録材料の厚さdの積に比例する。(屈折率差Δnは従来から知られており、平面波、ボリュームホログラムが記録された材料の屈折率の正弦波変化の強度として定義される。屈折率は、n(x)=n0+Δn cos(Kx)で変化するが、n(x)は空間変化屈折率、xは位置ベクトル、Kは格子状波ベクトル、そしてn0は媒体のベースライン屈折率である。P.Hariharan, Optical Holography:Principles,
Techniques,and Applications,Cambridge University Press,Cambridge,1991,at 44を参照されたい。)材料のΔnは、通常、媒体に記録された単一のボリュームホログラム又はボリュームホログラムの多重セットの回折効率から算出される。Δnは、記録前の媒体と関係するが、記録後に実施される測定により観測される。本発明の記録材料は、厚さが200μm以上でΔnが3×10-3以上であるのがよい。
The amount of information recorded on the hologram recording material is proportional to the product of the refractive index difference Δn of the recording material and the thickness d of the recording material. (The refractive index difference Δn is conventionally known and is defined as the intensity of a sinusoidal change in the refractive index of a material on which a plane wave and a volume hologram are recorded. The refractive index is n (x) = n 0 + Δn cos ( K x ), where n (x) is the spatially varying refractive index, x is the position vector, K is the lattice wave vector, and n 0 is the baseline refractive index of the medium P. Hariharan, Optical Holography: Principles,
See Techniques, and Applications, Cambridge University Press, Cambridge, 1991, at 44. The Δn of the material is usually calculated from the diffraction efficiency of a single volume hologram or multiple sets of volume holograms recorded on the medium. Δn is related to the medium before recording, but is observed by measurements performed after recording. The recording material of the present invention preferably has a thickness of 200 μm or more and Δn of 3 × 10 −3 or more.

次に、本発明でとくに好ましい別のバインダーポリマーについて説明する。
該好ましい別のバインダーポリマーは、光屈折率変調成分とその系が相分離され、ホログラム形成に有効な波長の90゜光散乱における約7×10-3以下のレーリー比を示し、かつバインダーポリマーが、前記光屈折率変調成分の光屈折率変調反応と独立した反応によって形成されるものである。とくにメラミン−ホルムアルデヒド樹脂からなるのが好ましい。
Next, another binder polymer particularly preferable in the present invention will be described.
Another preferable binder polymer is a phase-separated optical refractive index modulating component and the system thereof, and exhibits a Rayleigh ratio of about 7 × 10 −3 or less at 90 ° light scattering at a wavelength effective for hologram formation. The light refractive index modulation component is formed by a reaction independent of the light refractive index modulation reaction. In particular, it is preferably made of a melamine-formaldehyde resin.

なおレーリー比(Rθ)は、従来知られている特性であり、M.Kerker, The Scattering of Light and Other Electromagnetic Radiation, Academic Press, 1969,38に説明されているように、媒体が偏光されていない光の単位強度で照射された場合、ステラジアン当たり方位θの単位量だけ散乱したエネルギーとして定義される。このレーリー比は、典型的に、知られているレーリー比を有する基準材料で散乱されたエネルギーとの比較によって得られる。   The Rayleigh ratio (Rθ) is a conventionally known characteristic. When the medium is illuminated with unit intensity of unpolarized light, as described in Kerker, The Scattering of Light and Other Electromagnetic Radiation, Academic Press, 1969, 38, the unit quantity of azimuth θ per steradian is scattered. Defined as energy. This Rayleigh ratio is typically obtained by comparison with energy scattered by a reference material having a known Rayleigh ratio.

該バインダーポリマーの弾性率は106Pa以上が好ましい。さらに好ましくは、弾性率は、106Pa〜約109Pa、好適には107Pa以上である。 The elastic modulus of the binder polymer is preferably 10 6 Pa or more. More preferably, the elastic modulus is 10 6 Pa to about 10 9 Pa, preferably 10 7 Pa or more.

該バインダーポリマーを用いた本発明のホログラム記録材料は、光屈折率変調成分とポリマーマトリックス前駆体を混合し、これを硬化させることにより作製される。バインダーポリマーの硬化反応は、光屈折率変調成分の光屈折率変調反応と独立した反応によって行われるのが好ましい。また、ポリマーマトリックスと光屈折率変調成分は、(a)マトリックス前駆体と光屈折率変調成分が実質的に溶ける、すなわち混和できるが、(b)硬
化中、マトリックス前駆体がポリマー化するにつれて、その結果生じるポリマーと光屈折率変調成分が相分離するように選択される。この処理は、低い光散乱を提供でき、有効なホログラフィが可能となる。
The hologram recording material of the present invention using the binder polymer is produced by mixing a light refractive index modulation component and a polymer matrix precursor and curing them. The curing reaction of the binder polymer is preferably performed by a reaction independent of the light refractive index modulation reaction of the light refractive index modulation component. Also, the polymer matrix and the photorefractive index modulating component are (a) the matrix precursor and photorefractive index modulating component are substantially soluble, ie miscible, but (b) as the matrix precursor polymerizes during curing. The resulting polymer and photorefractive index modulating component are selected to phase separate. This treatment can provide low light scattering and enables effective holography.

ポリマーマトリックスは、望ましい強度を提供するために、3次元交差連結された構造を示すことが好適である。特に、交差連結された構造は、ホログラム記録材料のバルク縮小を抑制する。   The polymer matrix preferably exhibits a three-dimensional cross-linked structure to provide the desired strength. In particular, the cross-linked structure suppresses bulk shrinkage of the hologram recording material.

ポリマーマトリックスを形成するために採用される重合反応の例は、陽イオンエポキシポリマー化、陽イオンビニルエーテルポリマー化、エポキシ−アミンステップポリマー化、エポキシ−メルカプタンステップポリマー化、(マイケル付加を介する)非飽和エステル−メルカプタンステップポリマー化、ビニル−シリコン水素化物ステップポリマー化(ハイドロシリレーション)、イソシアン酸塩−水酸基ステップポリマー化(ウレタン組成)およびイソシアン酸塩−アミンステップポリマー化(尿素組成)を含む。これらの反応のうちのいくつかは、適当な触媒で機能付与されるかまたは促進される。   Examples of polymerization reactions employed to form the polymer matrix include cationic epoxy polymerization, cationic vinyl ether polymerization, epoxy-amine step polymerization, epoxy-mercaptan step polymerization, and unsaturated (via Michael addition). Includes ester-mercaptan step polymerization, vinyl-silicon hydride step polymerization (hydrosilylation), isocyanate-hydroxyl step polymerization (urethane composition) and isocyanate-amine step polymerization (urea composition). Some of these reactions are functionalized or promoted with a suitable catalyst.

相分離特性を提供するために、光屈折率変調成分とマトリックス前駆体(およびその結果生じるポリマー)は、マトリックスと光屈折率変調成分に基づいて選択される。当業者に知られているガイドラインは、たとえば、ポリマー散乱した液晶(PDLC)の文献に示されている。PDLC論文については、P.Drzaic,Liquid Crystal Dispersions,in Series on Liquid Crystals,Vol.1,World Scientific (1995)や、J.W.Doane, “Polymer Dispersed Liquid Crystal Displays”,in LiquidCrystals−Applications
and Uses,Vol.1,361−395,World Scientific
(1990)を参照されたい。これらの開示は、参照によりこれに含まれる。ポリマーの相分離によるポリマーマトリックスにおける液晶の分散を達成するための要件は、本質的に、本発明によるポリマーマトリックスにおける光屈折率変調成分の明瞭な領域を得るための要件と同じである。元の位置におけるオリゴマーのポリマー化で誘導される相分離は、Drzaic, supra, at pages 31−47 and 75−92、この後者の部分は関連した動的要件を論じている、および、Doane, supra, at page 364で論じられている。引例に示されているように、光屈折率変調成分の明瞭な領域の最終的なサイズは、領域の形成速度、拡散による領域の成長、および、ポリマーマトリックスが構造全体中に閉じ込められるメカニズムを含む多くの要因によって決まるだろう。たとえば、早いポリマー化は、領域の早い形成とマトリックス相の硬度の早い増加とに起因して、領域が小さくなる傾向がある。さらに、ドーン(Doane)は、378−383ページで、光散乱による相分離と屈折率コントラストの影響について述べている。
In order to provide phase separation properties, the photorefractive index modulating component and the matrix precursor (and the resulting polymer) are selected based on the matrix and the photorefractive index modulating component. Guidelines known to those skilled in the art are given, for example, in the polymer-scattered liquid crystal (PDLC) literature. For PDLC papers, see p. Drzaic, Liquid Crystal Dispersions, in Series on Liquid Crystals, Vol. 1, World Scientific (1995); W. Doane, “Polymer Dispersed Liquid Crystal Displays”, in Liquid Crystals-Applications
and Uses, Vol. 1,361-395, World Scientific
(1990). These disclosures are hereby incorporated by reference. The requirements for achieving the dispersion of the liquid crystal in the polymer matrix by polymer phase separation are essentially the same as the requirements for obtaining a clear region of the optical refractive index modulation component in the polymer matrix according to the invention. Phase separation induced by polymerization of oligomers in the original position is Drzaic, supra, at pages 31-47 and 75-92, this latter part discusses the associated dynamic requirements, and Doane, supra , At page 364. As shown in the reference, the final size of the distinct region of the refractive index modulation component includes the rate of region formation, the growth of the region by diffusion, and the mechanism by which the polymer matrix is confined in the entire structure. It will depend on many factors. For example, rapid polymerization tends to make the region smaller due to the early formation of the region and the rapid increase in the hardness of the matrix phase. Furthermore, Doane describes the effects of phase separation and refractive index contrast due to light scattering on pages 378-383.

たとえば、有機エアロゲルは、ペカラ(Pekala)の米国特許第5,081,163号や、G.Ruben and R.Pekala,“High Resolution TEM of Organic Aerogels and Inorganic Aerogels”,Mat.Res.Soc.Symp.Proc.,Vol. 180,785 (1990)や、L.Hrubesh and R.Pekala, “Thermal Properties of organic and inorganic aerogels,” J.Mater.Res., Vol. 9, No. 3,731 (1994)や、R.Pekala et al., “A Comparison of Mechanical Properties and Scaling Law Relationships for Silica Aerogels and Their Organic Counterparts”,Mat.Res.
Soc.Symp.Proc., Vol. 207,197 (1991)に説明されている。これらの開示は、参照によりこれに含まれる。これらの有機エアロゲルは、本発明のポリマーマトリックスとして役立ち、また、多孔質マトリックス構造を形成する能力に起因して相分離に役立つ。たとえば、米国特許第第5,081,163号の第6欄第41〜59行目に説明されているように、エアロゲルの製作は、溶剤充填孔を含み、続いて溶剤を除去して、エアロゲルの空気充填孔特性を含むマトリックスの形成を包含する。しかしながら、本発明では、これらの孔内に光屈折率変調成分を保持するのが望ましい。PDLCの技術で発見された相分離ガイドラインを伴うエアロゲル製作の標準的な方法は、このような構造を提供する際に有効である。光屈折率変調成分の領域を含むこのような有機エアロゲルマトリックスの形成は、以下の例に示される。マトリックス前駆体から独立したメカニズムでポリマー化する光屈折率変調成分を提供し、マトリックスポリマー化に基づいて相分離するようにマトリックス前駆体と光屈折率変調成分を選択することによって、エアロゲルのマトリックス構造の形成過程との干渉は軽減される。それにより、ホログラム記録材料に望ましい構造(すなわち、光屈折率変調成分の明瞭な領域)が得られる。
For example, organic aerogels are described in US Pat. No. 5,081,163 to Pekala, G. Ruben and R.M. Pekala, “High Resolution TEM of Organic Aerogels and Organic Aerogels”, Mat. Res. Soc. Symp. Proc. , Vol. 180,785 (1990), L.L. Hrubesh and R.M. Pekala, “Thermal Properties of organic and organic aerogels,” J. Am. Mater. Res. , Vol. 9, no. 3,731 (1994) and R.A. Pekala et al. "A Company of Mechanical Properties and Scaling Law Relations for Silica Aerogels and Ther Organic Counterparts," Mat. Res.
Soc. Symp. Proc. , Vol. 207, 197 (1991). These disclosures are hereby incorporated by reference. These organic aerogels serve as the polymer matrix of the present invention and aid in phase separation due to the ability to form a porous matrix structure. For example, as described in US Pat. No. 5,081,163, column 6, lines 41-59, the fabrication of the airgel includes a solvent-filled hole, followed by removal of the solvent and airgel. The formation of a matrix containing the air-filled pore characteristics of However, in the present invention, it is desirable to hold the optical refractive index modulation component in these holes. The standard method of airgel fabrication with phase separation guidelines found in PDLC technology is effective in providing such a structure. The formation of such an organic airgel matrix containing a region of photorefractive index modulation component is shown in the following example. Airgel matrix structure by providing a photorefractive index modulating component that polymerizes by a mechanism independent of the matrix precursor and selecting the matrix precursor and the photorefractive index modulating component to phase separate based on the matrix polymerisation Interference with the formation process is reduced. Thereby, a structure desirable for the hologram recording material (that is, a clear region of the optical refractive index modulation component) can be obtained.

動的要件に加えて、濃度、分子質量および硬化条件等の変数も、相分離にかなりの影響を及ぼし、したがって、これらの変数は、望ましい結果を提供するように調整される。また、マトリックスと光屈折率変調成分間の屈折率コントラストも、ホログラフィ特性を改善するために材料を選択する場合の要件となる。また、屈折率コントラストと使用される特定波長も、レーリー比に影響を及ぼす。   In addition to dynamic requirements, variables such as concentration, molecular mass and curing conditions also have a significant effect on phase separation, and thus these variables are adjusted to provide the desired results. The refractive index contrast between the matrix and the optical refractive index modulation component is also a requirement when selecting a material to improve the holographic characteristics. The index contrast and the specific wavelength used also affect the Rayleigh ratio.

前記のようにして得られるバインダーポリマーは、光屈折率変調成分と相分離されるため、光屈折率変調成分を支配的に含む明瞭な領域が存在すると共に、ホログラム形成に使用される波長の90°光散乱のレーリー比(R90°)は、前述のように約7×10-3以下になる。一般に、約50nm以下の最大寸法を有する光屈折率変調成分の明瞭な領域は、この少ない光散乱を達成するのに適している。好適には、光屈折率変調成分の明瞭な領域の少なくとも一部は、少なくとも1つの他の領域に連結されており、この相互連結により、光屈折率変調成分は、ホログラム形成中に一方の領域から他方の領域へより容易に拡散することが可能となる。フラッド硬化の速度は、マトリックス中にモノマーがほとんどなく、領域間の容易な拡散を示唆したことが観測された。しかしながら、領域のサイズ、領域の相互連結、および光散乱の特定レベルは、有効なホログラフィ特性を達成するための二次的なものである。したがって、領域サイズおよび相互連結と、光散乱は、マトリックスおよび光屈折率変調成分に基づいて変わる傾向がある。 Since the binder polymer obtained as described above is phase-separated from the light refractive index modulation component, there is a clear region dominantly containing the light refractive index modulation component, and a wavelength of 90 used for hologram formation is present. The light scattering Rayleigh ratio (R 90 °) is about 7 × 10 −3 or less as described above. In general, a well-defined region of the optical refractive index modulation component having a maximum dimension of about 50 nm or less is suitable to achieve this low light scattering. Preferably, at least a portion of the distinct region of the refractive index modulation component is coupled to at least one other region so that the refractive index modulation component is transmitted to one region during hologram formation. Can be diffused more easily to the other region. It was observed that the rate of flood cure indicated that there was little monomer in the matrix, suggesting easy diffusion between regions. However, region size, region interconnection, and specific levels of light scattering are secondary to achieve effective holographic properties. Thus, region size and interconnection, and light scattering tend to vary based on the matrix and light index modulation components.

本発明のホログラム記録材料は通常の方法で調製されてよい。
例えば、本発明のホログラム記録材料の製膜方法としては、前記のバインダーや各成分を溶媒等に溶かしてスピンコーターまたはバーコーター等を用いて塗布しても良い。
その際、溶媒として好ましくは例えば、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセトン、シクロヘキサノンなどのケトン系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル、エチレングリコールジアセテート、乳酸エチル、セロソルブアセテートなどのエステル系溶媒、シクロヘキサン、トルエン、キシレンなどの炭化水素系溶媒、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジエチルエーテルなどのエーテル系溶媒、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、ジメチルセロソルブなどのセロソルブ系溶媒、メタノール、エタノール、n−プロパノール、2−プロパノール、n−ブタノール、ジアセトンアルコールなどのアルコール系溶媒、2,2,3,3−テトラフルオロプロパノールなどのフッ素系溶媒、ジクロロメタン、クロロホルム、1,2−ジクロロエタンなどのハロゲン化炭化水素系溶媒、N、N−ジメチルホルムアミドなどのアミド系溶媒、アセトニトリル、プロピオニトリルなどのニトリル系溶媒が挙げられる。
The hologram recording material of the present invention may be prepared by a usual method.
For example, as a method for forming a hologram recording material of the present invention, the binder and each component may be dissolved in a solvent and applied using a spin coater or a bar coater.
In that case, preferably as a solvent, for example, ketone solvents such as methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, acetone, cyclohexanone, ester solvents such as ethyl acetate, butyl acetate, ethylene glycol diacetate, ethyl lactate, cellosolve acetate, cyclohexane, toluene, Hydrocarbon solvents such as xylene, ether solvents such as tetrahydrofuran, dioxane, diethyl ether, cellosolv solvents such as methyl cellosolve, ethyl cellosolve, butyl cellosolve, dimethyl cellosolve, methanol, ethanol, n-propanol, 2-propanol, n- Alcohol solvents such as butanol and diacetone alcohol, fluorine solvents such as 2,2,3,3-tetrafluoropropanol, dichloromethane, chloroform , 1,2-halogenated hydrocarbon solvents such as dichloroethane, N, amide solvents such as N- dimethylformamide, acetonitrile, and nitrile-based solvents such as propionitrile.

本発明のホログラム記録材料は、スピンコーター、ロールコーターまたはバーコーターなどを用いることによって基板上に直接塗布することも、あるいはフィルムとしてキャストしついで通常の方法により基板にラミネートすることもでき、それらによりホログラム記録材料とすることができる。
ここで、「基板」とは、任意の天然又は合成支持体、好適には柔軟性又は剛性フィルム、シートまたは板の形態で存在することができるものを意味する。
基板として好ましくは、ポリエチレンテレフタレート、樹脂下塗り型ポリエチレンテレフタレート、火炎又は静電気放電処理されたポリエチレンテレフタレート、セルロースアセテート、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリエステル、ポリビニルアルコール、ガラス等である。
使用した溶媒は乾燥時に蒸発除去することができる。蒸発除去には加熱や減圧を用いても良い。
The hologram recording material of the present invention can be applied directly on the substrate by using a spin coater, roll coater or bar coater, or can be cast as a film and laminated on the substrate by a usual method. It can be a hologram recording material.
Here, “substrate” means any natural or synthetic support, preferably one that can exist in the form of a flexible or rigid film, sheet or plate.
The substrate is preferably polyethylene terephthalate, resin-undercoated polyethylene terephthalate, polyethylene terephthalate treated with flame or electrostatic discharge, cellulose acetate, polycarbonate, polymethyl methacrylate, polyester, polyvinyl alcohol, glass or the like.
The solvent used can be removed by evaporation during drying. Heating or reduced pressure may be used for evaporation removal.

また本発明のホログラム記録材料は、各成分を含むバインダーをバインダーのガラス転移温度または融点以上の温度にしてメルトさせ溶融押し出しまたは射出成型して製膜しても良い。その際、バインダーとして反応性架橋バインダーを使用し、押し出しまたは成型後に架橋させて膜を硬化させ、膜強度を増しても良い。その場合、架橋反応にはラジカル重合反応、カチオン重合反応、縮合重合反応、付加重合反応等が使用できる。また、特開2000−250382号、特開2000−172154号等記載の方法も好ましく使用することができる。
また、バインダーを形成するモノマー溶液に各成分を溶解させておいた上でモノマーを熱重合または光重合させてポリマーとし、バインダーとして使用する方法も好ましく使用できる。その際の重合法としても、ラジカル重合反応、カチオン重合反応、縮合重合反応、付加重合反応等が使用できる。
The hologram recording material of the present invention may be formed by melting a binder containing each component at a temperature equal to or higher than the glass transition temperature or the melting point of the binder and then subjecting it to melt extrusion or injection molding. At that time, a reactive cross-linking binder may be used as the binder, and the film may be cured by cross-linking after extrusion or molding to increase the film strength. In that case, radical polymerization reaction, cationic polymerization reaction, condensation polymerization reaction, addition polymerization reaction and the like can be used for the crosslinking reaction. In addition, methods described in JP-A Nos. 2000-250382 and 2000-172154 can be preferably used.
In addition, a method in which each component is dissolved in a monomer solution forming a binder and then the monomer is thermally polymerized or photopolymerized to form a polymer, which is preferably used as a binder. As a polymerization method at that time, a radical polymerization reaction, a cationic polymerization reaction, a condensation polymerization reaction, an addition polymerization reaction, or the like can be used.

さらに、ホログラム記録材料の上に、酸素遮断のための保護層を形成してもよい。保護層は、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンテレフタレートまたはセロファンフィルムなどのプラスチック製のフィルムまたは板を静電的な密着、押し出し機を使った積層等により貼合わせるか、前記ポリマーの溶液を塗布してもよい。また、ガラス板を貼合わせてもよい。また、保護層と感光膜の間および/または、基材と感光膜の間に、気密性を高めるために粘着剤または液状物質を存在させてもよい。   Furthermore, a protective layer for blocking oxygen may be formed on the hologram recording material. The protective layer is made of a plastic film or plate such as polyolefin such as polypropylene or polyethylene, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyvinyl alcohol, polyethylene terephthalate or cellophane film by electrostatic adhesion or lamination using an extruder. Alternatively, the polymer solution may be applied. Further, a glass plate may be bonded. Further, an adhesive or a liquid substance may be present between the protective layer and the photosensitive film and / or between the base material and the photosensitive film in order to improve airtightness.

本発明のホログラム記録材料をホログラフィック光メモリ用途に用いる場合、ホログラム記録材料はホログラム記録前後で収縮等が起こらない方が信号再生時のS/N比向上の点でより好ましい。
そのため、例えば本発明のホログラム記録材料に特開2000−86914号記載の膨張剤を用いたり、特開2000−250382号、2000−172154、特開平11−344917号記載の耐収縮性のあるバインダーを用いることも好ましい。
また、特開平3−46687号、5−204288号、特表平9−506441号等記載の拡散要素を用いて干渉縞間隔を調節することも好ましい。
When the hologram recording material of the present invention is used for holographic optical memory, it is more preferable that the hologram recording material does not shrink before and after hologram recording from the viewpoint of improving the S / N ratio during signal reproduction.
Therefore, for example, an expansion agent described in JP-A-2000-86914 is used for the hologram recording material of the present invention, or a shrink-resistant binder described in JP-A-2000-250382, 2000-172154, and JP-A-11-344917 is used. It is also preferable to use it.
In addition, it is also preferable to adjust the interference fringe interval by using a diffusing element described in JP-A-3-46687, 5-204288, JP-A-9-506441 and the like.

特許文献1〜3、5〜8のような公知の通常のフォトポリマーでは多重記録を行うと、多重記録後半の方では重合がかなり進んだ所に記録することとなるため、多重記録前半に比べて、同じ信号を記録するにも露光時間を必要とする(感度が低下する)こととなり、システム設計上重大な問題とされていた。つまり、露光量に対して、屈折率変調量がリニアに上昇する範囲が非常に狭いことが問題とされていた。
それに対し、特に本発明の1)発色反応、2)潜像発色−発色体自己増感増幅発色反応及び5)色素消色反応の記録方法は干渉縞記録に重合を伴わない方式であり、また、3)潜像発色−発色体増感重合反応、6)残存消色色素潜像−潜像増感重合反応による記録方
法においても、ホログラム露光(第1の工程)の際に重合反応をほとんど伴わなわず、第2の工程の全面露光にて一括して重合による屈折率変調を行う方式である。したがって、1)〜3)、5)、6)いずれの方法においても多くの多重記録が可能であり、さらに、多重記録の際の露光量がいずれの多重記録の際も終始一定のまま、つまり露光量に対して屈折率変調量がリニアに上昇しながら多重記録することができるため、広いダイナミックレンジを取ることができる。このように、発色方式、消色方式または潜像増幅方式を用いる本発明の1)〜3)及び5)、6)の記録方式は、上記多重記録適性の点で大変有利である。
これは、高密度(容量)化、記録システム簡略化、S/N比向上等の点で好ましい。
In conventional ordinary photopolymers such as Patent Documents 1 to 3 and 5 to 8, if multiple recording is performed, the latter half of the multiple recording is recorded at a place where the polymerization has progressed considerably. Thus, even when recording the same signal, an exposure time is required (sensitivity is lowered), which is a serious problem in system design. That is, the range in which the refractive index modulation amount increases linearly with respect to the exposure amount is very narrow.
In contrast, the recording methods of 1) color development reaction, 2) latent image color development-colored body self-sensitized amplification color development reaction, and 5) dye decolorization reaction of the present invention are methods that do not involve polymerization in interference fringe recording, 3) Latent image color development-colored body sensitized polymerization reaction, 6) Residual decoloring dye latent image-recording method using latent image sensitized polymerization reaction is also almost complete during the hologram exposure (first step). This is a method of performing refractive index modulation by polymerization in a lump in the entire surface exposure in the second step without being accompanied. Therefore, many multiplex recordings are possible in any of the methods 1) to 3), 5) and 6), and the exposure amount during multiplex recording remains constant throughout the multiplex recording. Since multiple recording can be performed while the refractive index modulation amount increases linearly with respect to the exposure amount, a wide dynamic range can be obtained. As described above, the recording methods 1) to 3), 5), and 6) of the present invention using the coloring method, the decoloring method, or the latent image amplification method are very advantageous in view of the above-mentioned multi-recording suitability.
This is preferable in terms of increasing the density (capacity), simplifying the recording system, improving the S / N ratio, and the like.

以上のように、本発明のホログラム記録材料は、前述の課題を抜本的に解決した、とりわけ高感度と良保存性、乾式処理、多重記録特性(高記録密度)を両立できる全く新しい記録方式を与えるものであり、特に、光記録媒体(ホログラフィック光メモリ)に用いることが好ましい。   As described above, the hologram recording material of the present invention is a completely new recording method that can solve both of the above-mentioned problems and can achieve both high sensitivity, good storage stability, dry processing, and multiple recording characteristics (high recording density). In particular, it is preferably used for an optical recording medium (holographic optical memory).

また、本発明のホログラム記録材料は、特表2005−500581号公報、特表2005−501285号公報、特許第3393064号公報、特開2003−85768号公報、特開2004−265472号公報、特開2004−126040号公報などに記載の記録媒体に用いることができる。また本発明のホログラム記録材料は、特開2004−272268号公報、特開2004−177958号公報、特開2003−43904号公報、特許第3451663号公報、特開2004−335044号公報、特開2004−361928号公報、特開2004−171611号公報、特開2003−228849号公報、特開2002−83431号公報、特開2002−123948号公報、特開2004−30734号公報、特開2004−362750号公報、特許第3430012号公報、特開2003−178457号公報、特開2003−178458号公報、特開2003−178462号公報、特開2003−178484号公報、特開2003−151143号公報などに記載の記録再生装置を用いてホログラム記録および再生を行うことができる。   Further, the hologram recording material of the present invention is disclosed in JP-T-2005-500581, JP-A-2005-501285, JP-A-3393064, JP-A-2003-85768, JP-A-2004-265472, JP-A-2004-265472. It can be used for a recording medium described in JP 2004-126040 A. Further, the hologram recording material of the present invention is disclosed in JP-A Nos. 2004-272268, 2004-177958, 2003-43904, 3451663, 2004-335044, and 2004. JP-A No. 361928, JP-A No. 2004-171611, JP-A No. 2003-228849, JP-A No. 2002-83431, JP-A No. 2002-123948, JP-A No. 2004-30734, and JP-A No. 2004-362750. In Japanese Patent No. 3430012, Japanese Patent Laid-Open No. 2003-178457, Japanese Patent Laid-Open No. 2003-178458, Japanese Patent Laid-Open No. 2003-178462, Japanese Patent Laid-Open No. 2003-178484, Japanese Patent Laid-Open No. 2003-151143, etc. Hologram using the recording / reproducing apparatus described It can be recorded and reproduced.

さらに、本発明のホログラム記録材料は、光記録媒体の他にも、3次元ディスプレイホログラム、ホログラフィック光学素子(HOE、例えば、自動車搭載用のヘッドアップディスプレイ(HUD)、光ディスク用ピックアップレンズ、ヘッドマウントディスプレイ、液晶用カラーフィルター、反射型液晶反射板、レンズ、回折格子、干渉フィルター、光ファイバー用結合器、ファクシミリ用光偏光器、建築用窓ガラス)、書籍、雑誌等の表紙、POPなどのディスプレイ、ギフト、偽造防止用のセキュリティ目的としてクレジットカード、紙幣、包装などに好ましく用いることができる。   In addition to the optical recording medium, the hologram recording material of the present invention includes a three-dimensional display hologram, a holographic optical element (HOE, for example, a head-up display (HUD) mounted on an automobile, a pickup lens for an optical disk, a head mount. Displays, color filters for liquid crystals, reflective liquid crystal reflectors, lenses, diffraction gratings, interference filters, optical fiber couplers, optical polarizers for facsimiles, architectural window glass), covers for books, magazines, displays such as POPs, It can be preferably used for credit cards, banknotes, packaging and the like for security purposes for preventing gifts and counterfeiting.

以下、本発明を実施例によりさらに説明するが、本発明は下記例に制限されるものではない。
実施例1
[発色方式によるホログラム記録方法]
Liquid Control 社製ポシラティオ(Posiratio)を使用し、そのタンクAに、Baytech WE−180(バイエル社から入手可能であり、ビスシクロヘキシルメタンジイソシアネートと、ビスシクロヘキシルメタンジイソシアネートとポリテトラメチレングリコールに基づくNCO末端プレポリマーとの50/50ブレンドである)を200g、Mondur ML(バイエル社から入手可能な、液状ジフェニルメタンジイソシアネートである)を200g、光屈折率変調成分(下記表に記載)、ブチル化ヒドロキシトルエン(BHT)を254mg、それぞれ入れてよく混合し均一な溶液とし脱気した。タンクBに、分子量1000のポリプロピレンオキサイドトリオールを
807g、t−ブチルパーオキサイドを310μl、ジブチルラウレート錫を10.1g、それぞれ入れてよく混合し均一な溶液とし脱気した。次に、タンクAおよびBの内容物を混合し、組成物101〜110とした。
このホログラム記録材料用組成物101〜110を厚さが約200μmになるようにブレードを用いてガラス基板に塗布(必要なら重ね塗り)し、感光層を形成した後、室温で1日重合させた。さらに感光層上をTAC膜で覆うことにより、ホログラム記録材料101〜110を作製した。
ホログラム記録材料101〜110におけるホログラム記録材料を、図1に示す透過型ホログラム記録用の2光束光学系により、光源としてYAGレーザー2倍波(532nm、出力2W)を用いて露光し記録した。物体光と参照光のなす角は30度である。ビームは0.6cmの直径と8mW/cm2の強度とを有しており、ホログラフィー露光時間を0.1〜400秒の範囲(照射エネルギーにして0.8〜3200mJ/cm2の範囲)変化させて露光した。ホログラムに露光している間、He−Neレーザー632nmのビームをブラック角にて露光領域の中心に通し、その透過光に対した回折光の比(相対回折効率)を実時間で測定した。なお632nmには増感色素の吸収がないため、He−Neレーザーはホログラム記録材料を感光させない。なお、図1において、符号10はYAGレーザー、12はレーザービーム、14は鏡、20はビームスプリッター、22はビームセグメント、24は鏡、26は空間フィルター、40はビームエキスパンダー、30はホログラム記録材料、28は試料、32はHe−Neレーザービーム、34はHe−Neレーザー、36は検出器、38は回転ステージである。
また、ホログラム記録材料の多重度M/♯/200μmを測定した。M/♯は、屈折率差と材料の厚さにより決定され、代表的な値は1.5またはそれ以上である。本実施例では、M/♯を材料の厚さ200μmに換算している。またM/♯は、記録材料のダイナミックレンジとして定義されている。M/♯は、材料中のすべての光屈折率変調成分を消費するように露出時間が設定された一連のホログラムを多重化することにより測定することができる。M/♯は、多重化されたすべてのホログラムの回折効率の平方根の合計として定義される。
さらにホログラム記録材料の発熱スタート、発熱ピーク、収縮について調べた。
発熱スタートは、すなわち、皿の上に分配された材料の温度が上昇し始め、反応が開始されたことを示し、皿の上に分配された材料内に挿入した熱電対又は温度計により測定した。温度が24℃から30℃に上昇するのに要した時間を測定した。発熱ピークは、熱電対又は温度計の温度がピークになる時間をモニターすることにより記録した。収縮(まず、材料の厚さが変化する)は、角多重化ホログラムのブラッグ離調(読出し角のシフト)を測定することにより決定する。材料の物理的収縮とブラッグ離調との間の定性的な関係は、上記の文献の中に詳細に記載されている。すなわち、Applied Physics Letters, Volume 73, Number 10, p. 1337−1339, 7 September 1998に記載されている。
なお、比較例として、特表2004−537620号の実施例1(下記の比較例1)のフォトポリマー方式ホログラム記録材料を作成した。
結果を表2に示す。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further, this invention is not restrict | limited to the following example.
Example 1
[Hologram recording method by coloring method]
A Posiratio manufactured by Liquid Control was used, and its tank A was Baytech WE-180 (available from Bayer AG, which is an NCO-terminated prepolymer based on biscyclohexylmethane diisocyanate, biscyclohexylmethane diisocyanate and polytetramethylene glycol. 200 g of a 50/50 blend with a polymer), 200 g of Mondur ML (which is liquid diphenylmethane diisocyanate available from Bayer), a photorefractive index modulating component (described in the table below), butylated hydroxytoluene (BHT) 254 mg) was added and mixed well to degas to a uniform solution. In a tank B, 807 g of polypropylene oxide triol having a molecular weight of 1000, 310 μl of t-butyl peroxide and 10.1 g of dibutyl laurate tin were mixed well and degassed as a uniform solution. Next, the contents of tanks A and B were mixed to obtain compositions 101-110.
The hologram recording material compositions 101 to 110 were applied to a glass substrate with a blade so as to have a thickness of about 200 μm (overcoat if necessary) to form a photosensitive layer, and then polymerized at room temperature for 1 day. . Furthermore, hologram recording materials 101 to 110 were produced by covering the photosensitive layer with a TAC film.
The hologram recording material in the hologram recording materials 101 to 110 was exposed and recorded using a YAG laser double wave (532 nm, output 2 W) as a light source by the two-beam optical system for transmission hologram recording shown in FIG. The angle between the object beam and the reference beam is 30 degrees. The beam has a diameter of 0.6 cm and an intensity of 8 mW / cm 2 , and the holographic exposure time varies from 0.1 to 400 seconds (irradiation energy ranges from 0.8 to 3200 mJ / cm 2 ). And exposed. While exposing the hologram, a He—Ne laser beam of 632 nm was passed through the center of the exposure region at a black angle, and the ratio of the diffracted light to the transmitted light (relative diffraction efficiency) was measured in real time. In addition, since there is no absorption of a sensitizing dye at 632 nm, the He—Ne laser does not expose the hologram recording material. In FIG. 1, 10 is a YAG laser, 12 is a laser beam, 14 is a mirror, 20 is a beam splitter, 22 is a beam segment, 24 is a mirror, 26 is a spatial filter, 40 is a beam expander, and 30 is a hologram recording material. , 28 is a sample, 32 is a He—Ne laser beam, 34 is a He—Ne laser, 36 is a detector, and 38 is a rotary stage.
Further, the multiplicity M / # / 200 μm of the hologram recording material was measured. M / # is determined by the difference in refractive index and the thickness of the material, and a typical value is 1.5 or more. In this embodiment, M / # is converted to a material thickness of 200 μm. M / # is defined as the dynamic range of the recording material. M / # can be measured by multiplexing a series of holograms with exposure times set to consume all the optical refractive index modulation components in the material. M / # is defined as the sum of the square roots of the diffraction efficiencies of all multiplexed holograms.
Furthermore, the heat generation start, heat generation peak, and shrinkage of the hologram recording material were examined.
Exothermic start, i.e., the temperature of the material dispensed on the pan began to rise and the reaction started, measured by a thermocouple or thermometer inserted in the material dispensed on the pan . The time required for the temperature to rise from 24 ° C. to 30 ° C. was measured. The exothermic peak was recorded by monitoring the time at which the thermocouple or thermometer temperature peaked. Shrinkage (firstly the material thickness changes) is determined by measuring the Bragg detuning (reading angle shift) of the angle multiplexed hologram. The qualitative relationship between material physical shrinkage and Bragg detuning is described in detail in the above-mentioned literature. That is, Applied Physics Letters, Volume 73, Number 10, p. 1337-1339, 7 September 1998.
As a comparative example, a photopolymer hologram recording material of Example 1 (Comparative Example 1 below) of JP-T-2004-537620 was prepared.
The results are shown in Table 2.

Figure 2006235386
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Figure 2006235386
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表2から、公知の特表2004−537620号公報記載などの例は、回折効率は高いもののM/♯、収縮が不十分な数値となっている。それに対し、本発明のホログラム記録材料101〜110は物質移動と重合を用いないで発色反応を用いた屈折率変調によるホ
ログラム記録を行う、公知のホログラム記録材料とは全く異なる記録方式であるため、高い回折効率と0.01%以下の極めて小さい収縮率を両立でき、多重度M/♯も高くなることがわかり、特にホログラフィックメモリ用途に適している。
From Table 2, examples such as those described in Japanese Patent Application Publication No. 2004-537620 are numerical values with high diffraction efficiency but insufficient M / # and shrinkage. On the other hand, since the hologram recording materials 101 to 110 of the present invention perform hologram recording by refractive index modulation using color development reaction without using mass transfer and polymerization, it is a completely different recording method from known hologram recording materials. It can be seen that both a high diffraction efficiency and an extremely small shrinkage rate of 0.01% or less can be achieved, and the multiplicity M / # is also high, which is particularly suitable for holographic memory applications.

さらに、本発明のホログラム記録材料は露光量(mJ/cm2)に応じてほぼリニアーにΔn(干渉縞における屈折率変調量、回折効率と膜厚からクーゲルニックの式に基づいて計算)が上昇し、多重記録の際有利である。 Furthermore, the hologram recording material of the present invention increases Δn (calculated based on Kugelnick's formula from refractive index modulation amount, diffraction efficiency and film thickness in interference fringes) almost linearly according to the exposure amount (mJ / cm 2 ). However, this is advantageous for multiple recording.

実際に、本発明のホログラム記録材料を用い、前記最大回折効率を与えた露光量の10分の1の光量で、参照光の角度を2度ずつ変えて同じ場所に10回の多重ホログラム記録を行った後、再生光の角度を2度ずつ変更して照射することによりそれぞれの物体光を再生することが可能なことを確かめた。つまり、本発明のホログラム記録材料は同じ露光量にて多重記録が可能であり、多重記録適性を有したことがわかる。このように本発明のホログラム記録材料は数多くの多重記録が可能であるため、高密度(容量)記録が可能である。   Actually, using the hologram recording material of the present invention, the multiplex hologram recording was performed 10 times in the same place by changing the angle of the reference light by 2 degrees with the light amount of 1/10 of the exposure amount giving the maximum diffraction efficiency. After that, it was confirmed that each object light can be reproduced by changing the angle of the reproduction light by 2 degrees and irradiating. That is, it can be seen that the hologram recording material of the present invention is capable of multiple recording with the same exposure amount and has multiple recording suitability. As described above, since the hologram recording material of the present invention can perform multiple multiplex recording, high-density (capacity) recording is possible.

それに対し、特表2004−537620号公報を始めとする公知のフォトポリマー方式ホログラム記録材料は、多重記録後期はフォトポリマーの重合が進んで記録に必要なモノマーの移動が遅くなり、同じ記録を行うのに際し初期に比べてより多くの照射光量を必要とすることがわかり、多重度つまり記録密度を向上させるに際し問題であることがわかった。   On the other hand, known photopolymer type hologram recording materials such as JP-T-2004-537620 perform the same recording because the polymerization of the photopolymer proceeds and the movement of the monomer necessary for recording is delayed in the latter stage of multiple recording. In this case, it was found that a larger amount of irradiation light was required than in the initial stage, which proved to be a problem in improving the multiplicity, that is, the recording density.

なお、試料101〜110にて、増感色素をS−1,S−4,S−8,S−10,S−11,S−19,S−23,S−31,S−33,S−34,S−43,S−45,S−46,S−50,S−58,S−67,S−73,S−74,S−77,S−80,S−91,S−94,S−95,S−96に変更しても同様な効果が得られた。
また、試料101〜107にて干渉縞記録成分の酸発生剤をI−3,I−4,I−6、I−7,I−8,I−9,I−10,4−(オクチルフェニル)フェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート、トリス(4−メチルフェニル)スルホニウムテトラ(ペンタフルオロフェニル)ボレート、トリフェニルスルホニウムパーフルオロペンタノエート、ビス(1−(4−ジフェニルスルホニウム)フェニルスルフィドジトリフラート、ジメチルフェナシルスルホニウムパーフルオロブタンスルホネート、ベンゾイントシレート、I−22,I−23,に変更しても、試料101〜107にて干渉縞記録成分の酸発色型色素前駆体をL−1,L−3,LC−1,LC−4,LC−9,LC−11,LC−12,LC−13に変更しても同様な効果が得られた。
また、試料108にて干渉縞記録成分の塩基発生剤を、PB−3,PB−4,PB−5、PB−6、PB−7、PB−8,PB−9に変更しても、試料108にて塩基発色型色素前駆体(解離型色素非解離体)をDD−1、DD−13,DD−15、DD−17,DD−22,DD−30,DD−31,DD−32,DD−34,DD−35,DD−36,DD−37,DD−38に変更しても同様な効果が得られた。
また、試料109,110にて干渉縞記録成分をE−5、E−9,E−10、E−11、E−12,E−13,E−14,E−15、E−16、E−18、E−20、E−25、E−26、E−27、E−28、E−29、E−30に変更しても同様な効果が得られた。
また、試料103、106〜109にて電子供与体をA−2、A−3、A−4、A−5、A−6、A−9、A−10、A−11に変更しても同様な効果が得られた。
また試料101〜110にて、バインダーをポリメチルメタクリレート(Mw996000、350000、120000)、ポリ(メチルメタクリレート−ブチルアクリレート共重合体(Mw75000),ポリビニルアセタール(Mw83000)、ポリカーボネート、セルロースアセテートブチレート等に変更しても同様な効果が得られた。
また試料101〜110にて、バインダーポリマーの成分である、Baytech WE−180を、Baytech MP−160(バイエル社から入手可能であり、ジフェニルメタンジイソシアネートと、ポリプロピレンエーテルグリコールとに基づくNCO末端プレポリマーである)に変更しても同様の効果が得られた。加えて、バインダーポリマーの成分である、イソシアネート配合をBaytech WE−180(180g)、Desmodur N3200(バイエル社から入手可能であり、HDIのビウレット誘導体である)(120g)に変更し、ポリオール配合をPMEG 1000(分子量1000のポリテトラメチレンエーテルジオールである)(300g)および分子量1500ポリプロピレンオキサイドトリオール(300g)に変更しても同様の効果が得られた。
さらに試料101〜110にて、バインダーポリマーをメラミンホルムアルデヒド樹脂、例えばアルドリッチ ケミカル社から入手可能であるポリ(メラミン−コ−ホルムアルデヒド)メチル化樹脂))に変更しても同様の効果が得られた。
In samples 101 to 110, the sensitizing dyes were S-1, S-4, S-8, S-10, S-11, S-19, S-23, S-31, S-33, S. -34, S-43, S-45, S-46, S-50, S-58, S-67, S-73, S-74, S-77, S-80, S-91, S-94 , S-95, S-96, the same effect was obtained.
Further, in Samples 101 to 107, the acid generator of the interference fringe recording component is I-3, I-4, I-6, I-7, I-8, I-9, I-10, 4- (octylphenyl). ) Phenyliodonium hexafluoroantimonate, tris (4-methylphenyl) sulfonium tetra (pentafluorophenyl) borate, triphenylsulfonium perfluoropentanoate, bis (1- (4-diphenylsulfonium) phenyl sulfide ditriflate, dimethylphena Even if it is changed to silsulfonium perfluorobutane sulfonate, benzoin tosylate, I-22, or I-23, the acid coloring type dye precursor of the interference fringe recording component in samples 101 to 107 is L-1, L-3. , LC-1, LC-4, LC-9, LC-11, LC-12, LC-13 Effect was obtained.
Even if the base generator of the interference fringe recording component in the sample 108 is changed to PB-3, PB-4, PB-5, PB-6, PB-7, PB-8, PB-9, the sample At 108, the base color-forming dye precursor (dissociable dye non-dissociated substance) is converted to DD-1, DD-13, DD-15, DD-17, DD-22, DD-30, DD-31, DD-32, The same effect was obtained even when changed to DD-34, DD-35, DD-36, DD-37, DD-38.
Further, in the samples 109 and 110, the interference fringe recording components are E-5, E-9, E-10, E-11, E-12, E-13, E-14, E-15, E-16, E The same effect was obtained even when changed to -18, E-20, E-25, E-26, E-27, E-28, E-29, and E-30.
Further, even if the electron donor is changed to A-2, A-3, A-4, A-5, A-6, A-9, A-10, or A-11 in the samples 103 and 106 to 109, Similar effects were obtained.
In Samples 101 to 110, the binder was changed to polymethyl methacrylate (Mw 996000, 350,000, 120,000), poly (methyl methacrylate-butyl acrylate copolymer (Mw 75000), polyvinyl acetal (Mw 83000), polycarbonate, cellulose acetate butyrate, etc. However, the same effect was obtained.
In Samples 101 to 110, Baytech WE-180, which is a component of the binder polymer, is Baytech MP-160 (available from Bayer, an NCO-terminated prepolymer based on diphenylmethane diisocyanate and polypropylene ether glycol. The same effect was obtained even when changed to). In addition, the isocyanate blend, which is a component of the binder polymer, was changed to Baytech WE-180 (180 g), Desmodur N3200 (available from Bayer, which is a biuret derivative of HDI) (120 g), and the polyol blend was changed to PMEG. The same effect was obtained even when the molecular weight was changed to 1000 (which is a polytetramethylene ether diol having a molecular weight of 1000) (300 g) and a molecular weight of 1500 polypropylene oxide triol (300 g).
Further, in Samples 101 to 110, the same effect was obtained even when the binder polymer was changed to a melamine formaldehyde resin (for example, poly (melamine-co-formaldehyde) methylated resin available from Aldrich Chemical Company)).

実施例2
[潜像発色−発色体増感重合反応方式によるホログラム記録方法]
表3に示した成分を用いたこと以外は、実施例1と同様にホログラム記録材料201〜204を作製した。なお%は質量%を表す。
Example 2
[Latent image color development-hologram recording method by color-sensitized polymerization reaction method]
Hologram recording materials 201 to 204 were produced in the same manner as in Example 1 except that the components shown in Table 3 were used. % Represents mass%.

Figure 2006235386
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Figure 2006235386
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ホログラム記録材料を、図1に示す透過型ホログラム記録用の2光束光学系により、光源としてYAGレーザー2倍波(532nm、出力2W)を用いて露光し記録した。物体光と参照光のなす角は30度である。ビームは0.6cmの直径と8mW/cm2の強度とを有しており、ホログラフィー露光時間を0.1〜40秒の範囲(照射エネルギーにして0.8〜320mJ/cm2の範囲)変化させて露光し、(第1の工程)He−Neレーザー632nmのビームをブラック角にて露光領域の中心に通し、その透過光に対した回折光の比(相対回折効率)を実時間で測定した(第1の工程後回折効率η)。なお632nmには増感色素の吸収がないため、He−Neレーザーはホログラム記録材料を感光させない。
さらにそれぞれについて、370〜410nmの波長範囲の光を全面照射し(第2の工程)、回折効率を測定した(第2の工程後回折効率η)。さらに、第2の工程を用いずに第1の工程のみで最大回折効率を出すのに必要な照射光量を、第2の工程を用いる場合に第1の工程に必要な照射光量で割ったものを「増幅率」とし、以上を表4にまとめた。
The hologram recording material was exposed and recorded using a YAG laser double wave (532 nm, output 2 W) as a light source by the two-beam optical system for transmission hologram recording shown in FIG. The angle between the object beam and the reference beam is 30 degrees. The beam has a diameter of 0.6 cm and an intensity of 8 mW / cm 2 , and the holographic exposure time varies from 0.1 to 40 seconds (irradiation energy ranges from 0.8 to 320 mJ / cm 2 ). (First step) A He-Ne laser beam of 632 nm is passed through the center of the exposure area at the black angle, and the ratio of the diffracted light to the transmitted light (relative diffraction efficiency) is measured in real time. (Diffraction efficiency η after the first step). In addition, since there is no absorption of a sensitizing dye at 632 nm, the He—Ne laser does not expose the hologram recording material.
Further, the entire surface was irradiated with light having a wavelength range of 370 to 410 nm (second step), and the diffraction efficiency was measured (diffraction efficiency η after the second step). Further, the amount of irradiation necessary to obtain the maximum diffraction efficiency only in the first step without using the second step is divided by the amount of irradiation necessary for the first step when the second step is used. Is the “amplification factor” and the above is summarized in Table 4.

Figure 2006235386
Figure 2006235386

表4より、本発明のホログラム記録材料においては、第1の工程に照射する光量は、第2の工程を用いない場合に比べ5分の1〜7分の1にすることができる。第2の工程は一括露光が可能なため、第2の工程における第1の工程の発色体を潜像として重合を起こすことによる屈折率変調記録の増幅により、第1の工程の短縮化つまり高感度化が可能であることがわかる。当然ながら、特表2004−537620号公報記載のような公知の材料では、そのような増幅による高感度化は不可能である。また、M/♯も特表2004−537620号公報より高い値を示すことがわかる。   From Table 4, in the hologram recording material of the present invention, the amount of light irradiated to the first step can be reduced to 1/5 to 1/7 as compared with the case where the second step is not used. Since the second process is capable of batch exposure, the first process can be shortened, that is, increased by amplification of refractive index modulation recording by causing polymerization of the color former of the first process in the second process as a latent image. It turns out that sensitivity improvement is possible. Needless to say, it is impossible to increase the sensitivity by such amplification with known materials as described in JP-T-2004-537620. It can also be seen that M / # also shows a higher value than that of JP-T-2004-537620.

さらに、本発明のホログラム記録材料は第1の工程後及び第2の工程後共、露光量(mJ/cm2)に応じてほぼリニアーにΔn(干渉縞における屈折率変調量、回折効率と膜厚からクーゲルニックの式に基づいて計算)が上昇し、多重記録の際有利である。 Furthermore, the hologram recording material of the present invention is substantially linear in accordance with the exposure amount (mJ / cm 2 ) after the first step and after the second step, Δn (refractive index modulation amount, diffraction efficiency and film in interference fringes). This is advantageous in the case of multiple recording.

実際に、本発明のホログラム記録材料を用い、前記の第1の工程における露光量の10分の1の光量で、参照光の角度を2度ずつ変えて同じ場所に10回の多重ホログラム記録を行った後(第1の工程)、370〜410nmの波長範囲の光を全面照射して重合による記録増幅を行った(第2の工程)ところ、再生光の角度を2度ずつ変更して照射することによりそれぞれの物体光を再生することが可能なことを確かめた。つまり、本発明のホログラム記録材料は同じ露光量にて多重記録が可能であり、多重記録適性を有していることがわかる。つまり、本発明のホログラム記録材料は数多くの多重記録が可能であり、高密度(容量)記録が可能である。   Actually, using the hologram recording material of the present invention, 10 times of multiple hologram recording was performed at the same place by changing the angle of the reference light by 2 degrees with the light amount of 1/10 of the exposure amount in the first step. After performing (first step), the entire surface was irradiated with light having a wavelength range of 370 to 410 nm to perform recording amplification by polymerization (second step). The angle of the reproduction light was changed by 2 degrees and irradiated. By doing so, it was confirmed that each object light can be reproduced. That is, it can be seen that the hologram recording material of the present invention can perform multiple recording with the same exposure amount and has multiple recording suitability. That is, the holographic recording material of the present invention can perform many multiplex recordings and can perform high density (capacity) recording.

それに対し、特表2004−537620号を始めとする公知のフォトポリマー方式ホログラム記録材料は、多重記録後期はフォトポリマーの重合が進んで記録に必要なモノマーの移動が遅くなり、同じ記録を行うのに際し初期に比べてより多くの照射光量を必要とすることがわかり、多重度つまり記録密度を向上させるに際し問題であることがわかった。
それに対し、本発明のホログラム記録方法は、ホログラム記録(第1の工程)に重合ではなく発色反応をしかも潜像として用いるために前記のようなことが起こらず、公知のフォトポリマー方式に対して優れている。
On the other hand, known photopolymer type hologram recording materials such as JP-T-2004-537620 perform the same recording in the latter stage of multiple recording because the polymerization of the photopolymer progresses and the movement of the monomer necessary for recording slows down. At this time, it was found that a larger amount of irradiation light was required than in the initial stage, which proved to be a problem in improving the multiplicity, that is, the recording density.
On the other hand, the hologram recording method of the present invention uses a color development reaction instead of polymerization for the hologram recording (first step) and uses it as a latent image. Are better.

なお、試料201〜204にて、増感色素をS−1,S−4,S−8,S−10,S−11,S−19,S−23,S−31,S−33,S−34,S−43,S−45,S−46,S−50,S−58,S−67,S−71,S−73,S−74,S−75,S−77,S−80,S−81,S−88,S−91,S−94,S−95,S−96に変更しても同様な効果が得られた。
また、試料201,202にて干渉縞記録成分の酸発生剤(兼カチオンまたはラジカル重合開始剤)をI−3,I−4,I−6、I−7,I−8,I−9,I−10,4−(オクチルフェニル)フェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート、トリス(4−メチルフェニル)スルホニウムテトラ(ペンタフルオロフェニル)ボレート、トリフェニルスルホニウムパーフルオロペンタノエート、ビス(1−(4−ジフェニルスルホニウム)フェニルスルフィドジトリフラート、ジメチルフェナシルスルホニウムパーフルオロブタンスルホネートに変更しても、試料201,202にて干渉縞記録成分の酸発色型色素前駆体をL−1,L−3,LC−1,LC−4,LC−9,LC−11,LC−12,LC−13に変更しても同様な効果が得られた。
また、試料203にて干渉縞記録成分兼重合開始剤の塩基発生剤(兼アニオン重合開始剤)を、PB−3,PB−4,PB−5、PB−6、PB−7、PB−8,PB−9に変更しても、試料203にて塩基発色型色素前駆体(解離型色素非解離体)をDD−1、DD−13、DD−15、DD−17,DD−22,DD−30,DD−31,DD−32,DD−34,DD−35,DD−36,DD−37,DD−38に変更しても同様な効果が得られた。
また、試料204にて色素前駆体をE−3、E−5、E−9、E−10、E−11、E−12、E−13、E−14、E−15、E−16、E−18、E−20、E−25、E−26、E−27、E−28、E−29、E−30に変更しても、
試料204にてラジカル重合開始剤をI−1,I−11〜I−20等に変更しても同様な効果が得られた。
また、試料201〜204にて電子供与体をA−2、A−3、A−4、A−5、A−6、A−9、A−10、A−11に変更しても同様な効果が得られた。
なお、上記の際、全面露光を行う光はそれぞれの系にて最適な波長を用いた。
また試料201〜204にて、バインダーポリマーの成分である、Baytech WE−180を、Baytech MP−160(バイエル社から入手可能であり、ジフェニルメタンジイソシアネートと、ポリプロピレンエーテルグリコールとに基づくNCO末端プレポリマーである)に変更しても同様の効果が得られた。加えて、バインダーポリマ
ーの成分である、イソシアネート配合をBaytech WE−180(180g)、Desmodur N3200(バイエル社から入手可能であり、HDIのビウレット誘導体である)(120g)に変更し、ポリオール配合をPMEG 1000(分子量1000のポリテトラメチレンエーテルジオールである)(300g)および分子量1500ポリプロピレンオキサイドトリオール(300g)に変更しても同様の効果が得られた。
さらに試料201〜204にて、バインダーポリマーをメラミンホルムアルデヒド樹脂、例えばアルドリッチ ケミカル社から入手可能であるポリ(メラミン−コ−ホルムアルデヒド)メチル化樹脂))に変更しても同様の効果が得られた。
In samples 201 to 204, the sensitizing dyes are S-1, S-4, S-8, S-10, S-11, S-19, S-23, S-31, S-33, S. -34, S-43, S-45, S-46, S-50, S-58, S-67, S-71, S-73, S-74, S-75, S-77, S-80 , S-81, S-88, S-91, S-94, S-95, S-96, the same effect was obtained.
Further, in the samples 201 and 202, the acid generator (also serving as cation or radical polymerization initiator) of the interference fringe recording component is I-3, I-4, I-6, I-7, I-8, I-9, I-10,4- (octylphenyl) phenyliodonium hexafluoroantimonate, tris (4-methylphenyl) sulfonium tetra (pentafluorophenyl) borate, triphenylsulfonium perfluoropentanoate, bis (1- (4-diphenyl) Even if it is changed to sulfonium) phenyl sulfide ditriflate or dimethylphenacylsulfonium perfluorobutane sulfonate, the acid coloring type dye precursor of the interference fringe recording component in samples 201 and 202 is L-1, L-3, LC-1. , LC-4, LC-9, LC-11, LC-12, LC-13 Obtained.
In Sample 203, the interference fringe recording component and polymerization initiator base generator (also anion polymerization initiator) were used as PB-3, PB-4, PB-5, PB-6, PB-7, and PB-8. , PB-9, the base color-forming dye precursor (dissociable dye non-dissociated substance) is changed to DD-1, DD-13, DD-15, DD-17, DD-22, DD in Sample 203. The same effect was obtained even if it was changed to -30, DD-31, DD-32, DD-34, DD-35, DD-36, DD-37, DD-38.
In Sample 204, the dye precursors are E-3, E-5, E-9, E-10, E-11, E-12, E-13, E-14, E-15, E-16, Even if it changes to E-18, E-20, E-25, E-26, E-27, E-28, E-29, E-30,
Even when the radical polymerization initiator was changed to I-1, I-11 to I-20 or the like in sample 204, the same effect was obtained.
In addition, it is the same even if the electron donor is changed to A-2, A-3, A-4, A-5, A-6, A-9, A-10, A-11 in Samples 201 to 204. The effect was obtained.
In the above case, the optimal wavelength was used for the light for performing the entire surface exposure in each system.
In Samples 201 to 204, Baytech WE-180, which is a component of the binder polymer, is Baytech MP-160 (available from Bayer, an NCO-terminated prepolymer based on diphenylmethane diisocyanate and polypropylene ether glycol. The same effect was obtained even when changed to). In addition, the isocyanate blend, which is a component of the binder polymer, was changed to Baytech WE-180 (180 g), Desmodur N3200 (available from Bayer, which is a biuret derivative of HDI) (120 g), and the polyol blend was changed to PMEG. The same effect was obtained even when the molecular weight was changed to 1000 (which is a polytetramethylene ether diol having a molecular weight of 1000) (300 g) and a molecular weight of 1500 polypropylene oxide triol (300 g).
Further, in Samples 201 to 204, the same effect was obtained even when the binder polymer was changed to a melamine formaldehyde resin, for example, poly (melamine-co-formaldehyde) methylated resin available from Aldrich Chemical Co.).

実施例3
[消色方式(増感色素+消色性色素)によるホログラム記録方法]
表5に示した成分を用いたこと以外は、実施例1と同様にホログラム記録材料301〜307を作製した。なお%は質量%を表す。
Example 3
[Hologram recording method using decoloring method (sensitizing dye + decolorizable dye)]
Hologram recording materials 301 to 307 were prepared in the same manner as in Example 1 except that the components shown in Table 5 were used. % Represents mass%.

Figure 2006235386
Figure 2006235386

ホログラム記録材料を、図1に示す透過型ホログラム記録用の2光束光学系により、光源としてYAGレーザー2倍波(532nm、出力2W)を用いて露光し記録した。物体光と参照光のなす角は30度である。ビームは0.6cmの直径と8mW/cm2の強度とを有しており、ホログラフィー露光時間を0.1〜400秒の範囲(照射エネルギーにして0.8〜3200mJ/cm2の範囲)変化させて露光した。ホログラムに露光している間、He−Neレーザー632nmのビームをブラック角にて露光領域の中心に通し、その透過光に対する回折光の比(相対回折効率)を実時間で測定した。なお632nmには増感色素の吸収がないため、He−Neレーザーはホログラム記録材料を感光させない。 The hologram recording material was exposed and recorded using a YAG laser double wave (532 nm, output 2 W) as a light source by the two-beam optical system for transmission hologram recording shown in FIG. The angle between the object beam and the reference beam is 30 degrees. The beam has a diameter of 0.6 cm and an intensity of 8 mW / cm 2 , and the holographic exposure time varies from 0.1 to 400 seconds (irradiation energy ranges from 0.8 to 3200 mJ / cm 2 ). And exposed. While exposing the hologram, a He—Ne laser beam of 632 nm was passed through the center of the exposure area at a black angle, and the ratio of the diffracted light to the transmitted light (relative diffraction efficiency) was measured in real time. In addition, since there is no absorption of a sensitizing dye at 632 nm, the He—Ne laser does not expose the hologram recording material.

なお、比較例として、特表2004−537620号の実施例1(下記の比較例2)のフォトポリマー方式ホログラム記録材料を作成した。   As a comparative example, a photopolymer hologram recording material of Example 1 (Comparative Example 2 below) of JP-T-2004-537620 was prepared.

Figure 2006235386
Figure 2006235386

表6から、公知の特表2004−537620号公報記載の例などは回折効率は高いもののM/♯、感度、収縮が不十分な数値となっている。。それに対し、本発明のホログラム記録材料301〜307は物質移動と重合を用いないで消色反応を用いた屈折率変調によるホログラム記録を行う、公知のホログラム記録材料とは全く異なる記録方式であるため、高い回折効率と0.01%以下の極めて小さい収縮率と高い多重度M/♯を両立できることがわかり、特にホログラフィックメモリ用途に適している。   From Table 6, the examples described in the publicly known Japanese translations of PCT publication No. 2004-537620 are numerical values with insufficient M / #, sensitivity, and shrinkage although diffraction efficiency is high. . In contrast, the hologram recording materials 301 to 307 of the present invention are completely different from known hologram recording materials that perform hologram recording by refractive index modulation using a decoloring reaction without using mass transfer and polymerization. It can be seen that a high diffraction efficiency, an extremely small shrinkage ratio of 0.01% or less, and a high multiplicity M / # can be achieved, which is particularly suitable for holographic memory applications.

さらに、本発明のホログラム記録材料は露光量(mJ/cm2)に応じてほぼリニアーにΔn(干渉縞における屈折率変調量、回折効率と膜厚からクーゲルニックの式に基づいて計算)が上昇し、多重記録の際有利である。 Furthermore, the hologram recording material of the present invention increases Δn (calculated based on Kugelnick's formula from refractive index modulation amount, diffraction efficiency and film thickness in interference fringes) almost linearly according to the exposure amount (mJ / cm 2 ). However, this is advantageous for multiple recording.

実際に、本発明のホログラム記録材料を用い、前記最大回折効率を与えた露光量の10分の1の光量で、参照光の角度を2度ずつ変えて同じ場所に10回の多重ホログラム記録を行った後、再生光の角度を2度ずつ変更して照射することによりそれぞれの物体光を再生することが可能なことを確かめた。つまり、本発明のホログラム記録材料は同じ露光量にて多重記録が可能であり、多重記録適性を有したことがわかる。このように本発明のホログラム記録材料は数多くの多重記録が可能であるため、高密度(容量)記録が可能である。   Actually, using the hologram recording material of the present invention, the multiplex hologram recording was performed 10 times in the same place by changing the angle of the reference light by 2 degrees with the light amount of 1/10 of the exposure amount giving the maximum diffraction efficiency. After that, it was confirmed that each object light can be reproduced by changing the angle of the reproduction light by 2 degrees and irradiating. That is, it can be seen that the hologram recording material of the present invention is capable of multiple recording with the same exposure amount and has multiple recording suitability. As described above, since the hologram recording material of the present invention can perform multiple multiplex recording, high-density (capacity) recording is possible.

それに対し、特表2004−537620号を始めとする公知のフォトポリマー方式ホログラム記録材料は、多重記録後期はフォトポリマーの重合が進んで記録に必要なモノマーの移動が遅くなり、同じ記録を行うのに際し初期に比べてより多くの照射光量を必要とすることがわかり、多重度つまり記録密度を向上させるに際し問題であることがわかった。   On the other hand, known photopolymer type hologram recording materials such as JP-T-2004-537620 perform the same recording in the latter stage of multiple recording because the polymerization of the photopolymer progresses and the movement of the monomer necessary for recording slows down. At this time, it was found that a larger amount of irradiation light was required than in the initial stage, which proved to be a problem in improving the multiplicity, that is, the recording density.

実施例4
[残存消色性色素潜像−潜像増感重合方式によるホログラム記録方法]
表7に示した成分を用いたこと以外は、実施例1と同様にホログラム記録材料401〜404を作製した。なお%は質量%を表す。
Example 4
[Remaining decolorizable dye latent image-hologram recording method by latent image sensitization polymerization method]
Hologram recording materials 401 to 404 were produced in the same manner as in Example 1 except that the components shown in Table 7 were used. % Represents mass%.

Figure 2006235386
Figure 2006235386

Figure 2006235386
Figure 2006235386

ホログラム記録材料を、図1に示す透過型ホログラム記録用の2光束光学系により、光源としてYAGレーザー2倍波(532nm、出力2W)を用いて露光し記録した。物体光と参照光のなす角は30度である。ビームは0.6cmの直径と8mW/cm2の強度とを有しており、ホログラフィー露光時間を0.1〜40秒の範囲(照射エネルギーにして0.8〜320mJ/cm2の範囲)変化させて露光し、(第1の工程)He−Neレーザー632nmのビームをブラック角にて露光領域の中心に通し、その透過光に対する回折光の比(相対回折効率)を実時間で測定した(第1の工程後回折効率η)。なお632nmには増感色素の吸収がないため、He−Neレーザーはホログラム記録材料を感光させない。
さらにそれぞれについて、370〜410nmの波長範囲の光を全面照射し(第2の工程)、回折効率を測定した(第2の工程後回折効率η)。さらに、第2の工程を用いずに第1の工程のみで最大回折効率を出すのに必要な照射光量を、第2の工程を用いる場合に第1の工程に必要な照射光量で割ったものを「増幅率」とし、以上を表8にまとめた。
The hologram recording material was exposed and recorded using a YAG laser double wave (532 nm, output 2 W) as a light source by the two-beam optical system for transmission hologram recording shown in FIG. The angle between the object beam and the reference beam is 30 degrees. The beam has a diameter of 0.6 cm and an intensity of 8 mW / cm 2 , and the holographic exposure time varies from 0.1 to 40 seconds (irradiation energy ranges from 0.8 to 320 mJ / cm 2 ). (First step) A He—Ne laser beam of 632 nm was passed through the center of the exposure region at the black angle, and the ratio of the diffracted light to the transmitted light (relative diffraction efficiency) was measured in real time ( Diffraction efficiency after first step (η). In addition, since there is no absorption of a sensitizing dye at 632 nm, the He—Ne laser does not expose the hologram recording material.
Further, the entire surface was irradiated with light having a wavelength range of 370 to 410 nm (second step), and the diffraction efficiency was measured (diffraction efficiency η after the second step). Further, the amount of irradiation necessary to obtain the maximum diffraction efficiency only in the first step without using the second step is divided by the amount of irradiation necessary for the first step when the second step is used. Is the “amplification factor” and the above is summarized in Table 8.

Figure 2006235386
Figure 2006235386

表8より、本発明のホログラム記録材料においては、第1の工程に照射する光量は、第2の工程を用いない場合に比べ5分の1〜7分の1にすることができる。第2の工程は一括露光が可能なため、第2の工程における第1の工程の残存消色性色素を潜像として重合を起こすことによる屈折率変調記録の増幅により、第1の工程の短縮化つまり高感度化が可能であることがわかる。当然ながら、特表2004−537620号公報記載のような公知の材料では、そのような増幅による高感度化は不可能である。   From Table 8, in the hologram recording material of the present invention, the amount of light applied to the first step can be reduced to 1/5 to 1/7 as compared with the case where the second step is not used. Since the second process is capable of batch exposure, the first process is shortened by amplification of refractive index modulation recording by causing polymerization using the remaining decolorizable dye in the first process as a latent image in the second process. That is, it can be seen that high sensitivity can be achieved. Needless to say, it is impossible to increase the sensitivity by such amplification with known materials as described in JP-T-2004-537620.

さらに、本発明のホログラム記録材料は第1の工程後及び第2の工程後共、露光量(mJ/cm2)に応じてほぼリニアーにΔn(干渉縞における屈折率変調量、回折効率と膜厚からクーゲルニックの式に基づいて計算)が上昇し、多重記録の際有利である。 Furthermore, the hologram recording material of the present invention is substantially linear in accordance with the exposure amount (mJ / cm 2 ) after the first step and after the second step, Δn (refractive index modulation amount, diffraction efficiency and film in interference fringes). This is advantageous in the case of multiple recording.

実際に、本発明のホログラム記録材料を用い、前記の第1の工程における露光量の10分の1の光量で、参照光の角度を2度ずつ変えて同じ場所に10回の多重ホログラム記録を行った後(第1の工程)、370〜410nmの波長範囲の光を全面照射して重合による記録増幅を行った(第2の工程)ところ、再生光の角度を2度ずつ変更して照射することによりそれぞれの物体光を再生することが可能なことを確かめた。つまり、本発明のホログラム記録材料は同じ露光量にて多重記録が可能であり、多重記録適性を有していることがわかる。つまり、本発明のホログラム記録材料は数多くの多重記録が可能であり、高密度(容量)記録が可能である。   Actually, using the hologram recording material of the present invention, 10 times of multiple hologram recording was performed at the same place by changing the angle of the reference light by 2 degrees with the light amount of 1/10 of the exposure amount in the first step. After performing (first step), the entire surface was irradiated with light having a wavelength range of 370 to 410 nm to perform recording amplification by polymerization (second step). The angle of the reproduction light was changed by 2 degrees and irradiated. By doing so, it was confirmed that each object light can be reproduced. That is, it can be seen that the hologram recording material of the present invention can perform multiple recording with the same exposure amount and has multiple recording suitability. That is, the holographic recording material of the present invention can perform many multiplex recordings and can perform high density (capacity) recording.

それに対し、特表2004−537620号を始めとする公知のフォトポリマー方式ホログラム記録材料は、多重記録後期はフォトポリマーの重合が進んで記録に必要なモノマーの移動が遅くなり、同じ記録を行うのに際し初期に比べてより多くの照射光量を必要とすることがわかり、多重度つまり記録密度を向上させるに際し問題であることがわかった。
それに対し、本発明のホログラム記録方法は、ホログラム記録(第1の工程)に重合ではなく消色反応をしかも潜像として用いるために前記のようなことが起こらず、公知のフォトポリマー方式に対して優れている。
On the other hand, known photopolymer type hologram recording materials such as JP-T-2004-537620 perform the same recording in the latter stage of multiple recording because the polymerization of the photopolymer progresses and the movement of the monomer necessary for recording slows down. At this time, it was found that a larger amount of irradiation light was required than in the initial stage, which proved to be a problem in improving the multiplicity, that is, the recording density.
On the other hand, the hologram recording method of the present invention uses a decoloring reaction instead of polymerization for hologram recording (first step) and uses it as a latent image. Is excellent.

なお、試料301〜307、401〜404にて、増感色素をS−1,S−4,S−8,S−10,S−11,S−19,S−23,S−31,S−33,S−34,S−43,S−45,S−46,S−50,S−58,S−67,S−71,S−73,S−74,S−77,S−80,S−81,S−88,S−91,S−94,S−95,S−96に変更しても同様な効果が得られた。
また、試料301〜306,401、402にて消色剤前駆体(酸発生剤、場合により兼酸またはラジカル重合開始剤)をI−3,I−4,I−6、I−7,I−8,I−9,I−10,4−(オクチルフェニル)フェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート、トリス(4−メチルフェニル)スルホニウムテトラ(ペンタフルオロフェニル)ボレート、トリフェニルスルホニウムパーフルオロペンタノエート、ビス(1−(4−ジフェニルスルホニウム)フェニルスルフィドジトリフラート、ジメチルフェナシルスルホニウムパーフルオロブタンスルホネート、ベンゾイントシレート、I−22,I−23に変更しても、試料301〜306、401,402にて酸消色性色素をG−14,G−17,G−21,G−22,G−26,G−27に変更しても同様な効果が得られた。
また、試料307、403にて消色剤前駆体(塩基発生剤、場合により兼アニオン重合開始剤)をPB−3,PB−4,PB−5、PB−6、PB−7、PB−8,PB−9に変更しても、試料307、403にて塩基消色性色素をG−29,G−32、G−38,G−40,G−42,G−43,G−44,G−45に変更しても同様な効果が得られた。また、試料404にてラジカル重合開始剤をI−1,I−11〜I−20等に変更しても、試料404にて消色性色素をG−48,G−49,G−51,G−52に変更しても同様な効果が得られた。
また、試料301〜303、306、307、402〜404にて電子供与体をA−2、A−3、A−4、A−5、A−6、A−9、A−10、A−11に変更しても同様な効果が得られた。
また、試料301〜307にてバインダーをポリメチルメタクリレート(Mw996000、350000、120000)、ポリ(メチルメタクリレート−ブチルメタクリレート)共重合体(Mw75000)、ポリビニルアセテート(Mw83000)、ポリカーボネート、セルロースアセテートブチレート等に変更しても同様な効果が得られた。
また試料301〜307、401〜404にて、バインダーポリマーの成分である、Baytech WE−180を、Baytech MP−160(バイエル社から入手可能であり、ジフェニルメタンジイソシアネートと、ポリプロピレンエーテルグリコールとに基づくNCO末端プレポリマーである)に変更しても同様の効果が得られた。加えて、バインダーポリマーの成分である、イソシアネート配合をBaytech WE−180(180g)、Desmodur N3200(バイエル社から入手可能であり、HDIのビウレット誘導体である)(120g)に変更し、ポリオール配合をPMEG 1000(分子量1000のポリテトラメチレンエーテルジオールである)(300g)および分子量1500ポリプロピレンオキサイドトリオール(300g)に変更しても同様の効果が得られた。
さらに試料301〜307、401〜404にて、バインダーポリマーをメラミンホルムアルデヒド樹脂、例えばアルドリッチ ケミカル社から入手可能であるポリ(メラミン
−コ−ホルムアルデヒド)メチル化樹脂))に変更しても同様の効果が得られた。
なお、上記の際、全面露光を行う光はそれぞれの系にて最適な波長を用いた。
In Samples 301 to 307 and 401 to 404, sensitizing dyes are S-1, S-4, S-8, S-10, S-11, S-19, S-23, S-31, and S. -33, S-34, S-43, S-45, S-46, S-50, S-58, S-67, S-71, S-73, S-74, S-77, S-80 , S-81, S-88, S-91, S-94, S-95, S-96, the same effect was obtained.
Further, in samples 301 to 306, 401, and 402, decolorizer precursors (acid generators, sometimes combined acids or radical polymerization initiators) were changed to I-3, I-4, I-6, I-7, I. -8, I-9, I-10,4- (octylphenyl) phenyliodonium hexafluoroantimonate, tris (4-methylphenyl) sulfonium tetra (pentafluorophenyl) borate, triphenylsulfonium perfluoropentanoate, bis Even if it is changed to (1- (4-diphenylsulfonium) phenyl sulfide ditriflate, dimethylphenacylsulfonium perfluorobutanesulfonate, benzoin tosylate, I-22, I-23, samples 301 to 306, 401, 402 Acid decolorizable dyes are G-14, G-17, G-21, G-22, and G-26. Similar effects G-27 was obtained.
Further, in Samples 307 and 403, the decolorizer precursor (base generator, possibly also an anionic polymerization initiator) was changed to PB-3, PB-4, PB-5, PB-6, PB-7, PB-8. , PB-9, but the base decoloring dyes in Samples 307 and 403 are G-29, G-32, G-38, G-40, G-42, G-43, G-44, Even if it changed to G-45, the same effect was acquired. Further, even if the radical polymerization initiator is changed to I-1, I-11 to I-20 or the like in the sample 404, the decolorizable dyes in the sample 404 are G-48, G-49, G-51, Even if it changed to G-52, the same effect was acquired.
In Samples 301 to 303, 306, 307, and 402 to 404, the electron donors are A-2, A-3, A-4, A-5, A-6, A-9, A-10, A- The same effect was obtained even when changed to 11.
Further, in samples 301 to 307, the binder is changed to polymethyl methacrylate (Mw 996000, 350,000, 120,000), poly (methyl methacrylate-butyl methacrylate) copolymer (Mw 75000), polyvinyl acetate (Mw 83000), polycarbonate, cellulose acetate butyrate and the like. Even if it was changed, the same effect was obtained.
In Samples 301 to 307 and 401 to 404, Baytech WE-180, which is a component of the binder polymer, is Baytech MP-160 (available from Bayer, NCO terminal based on diphenylmethane diisocyanate and polypropylene ether glycol. The same effect was obtained even when the prepolymer was changed. In addition, the isocyanate blend, which is a component of the binder polymer, was changed to Baytech WE-180 (180 g), Desmodur N3200 (available from Bayer, which is a biuret derivative of HDI) (120 g), and the polyol blend was changed to PMEG. The same effect was obtained even when the molecular weight was changed to 1000 (which is a polytetramethylene ether diol having a molecular weight of 1000) (300 g) and a molecular weight of 1500 polypropylene oxide triol (300 g).
Further, in Samples 301 to 307 and 401 to 404, the same effect can be obtained even when the binder polymer is changed to a melamine formaldehyde resin (for example, poly (melamine-co-formaldehyde) methylated resin available from Aldrich Chemical). Obtained.
In the above case, the optimal wavelength was used for the light for performing the entire surface exposure in each system.

ホログラム露光用の2光束光学系を説明する概略図である。It is the schematic explaining the two-beam optical system for hologram exposure.

符号の説明Explanation of symbols

10 YAGレーザー
12 レーザービーム
14 鏡
20 ビームスプリッター
22 ビームセグメント
24 鏡
26 空間フィルター
28 試料
30 ホログラム記録材料
32 He−Neレーザービーム
34 He−Neレーザー
36 検出器
38 回転ステージ
40 ビームエキスパンダー
10 YAG laser 12 Laser beam 14 Mirror 20 Beam splitter 22 Beam segment 24 Mirror 26 Spatial filter 28 Sample 30 Hologram recording material 32 He-Ne laser beam 34 He-Ne laser 36 Detector 38 Rotating stage 40 Beam expander

Claims (29)

光屈折率変調成分と、硬化性ポリマーとを有し、該光屈折率変調成分は、1)発色反応、2)潜像発色−発色体自己増感増幅発色反応、3)潜像発色−発色体増感重合反応、4)固有複屈折率を有する化合物の配向変化、5)色素消色反応、6)残存消色色素潜像−潜像増感重合反応のいずれかの方法により干渉縞を屈折率変調として記録する成分であることを特徴とするホログラム記録材料。   It has a photorefractive index modulating component and a curable polymer, and the photorefractive index modulating component includes 1) color development reaction, 2) latent image color development-colored body self-sensitized amplification color reaction, and 3) latent image color development-color development. Interference fringes are formed by any of the following methods: body-sensitized polymerization reaction, 4) orientation change of compound having intrinsic birefringence, 5) dye decolorization reaction, 6) residual decolorization dye latent image-latent image sensitization polymerization reaction. A hologram recording material, which is a component recorded as refractive index modulation. 前記硬化性ポリマーは、重合反応により形成したポリマーマトリックスを形成し、該重合反応は、カチオンエポキシ重合反応、カチオンビニルエーテル重合反応、カチオンアルケニルエーテル重合反応、カチオンアリルエーテル重合反応、カチオンケテンアセタール重合反応、エポキシアミン段階重合反応、エポキシメルカプタン段階重合反応、不飽和エステルアミン段階重合反応、不飽和エステルメルカプタン段階重合反応、ビニル−シリコン水素化物段階重合反応、イソシアネート−水酸基段階重合反応、イソシアネート−アミン段階重合反応、もしくはそれらの組み合わせからなる重合反応であることを特徴とする請求項1に記載のホログラム記録材料。   The curable polymer forms a polymer matrix formed by a polymerization reaction, and the polymerization reaction includes a cationic epoxy polymerization reaction, a cationic vinyl ether polymerization reaction, a cationic alkenyl ether polymerization reaction, a cationic allyl ether polymerization reaction, a cationic ketene acetal polymerization reaction, Epoxyamine step polymerization reaction, epoxy mercaptan step polymerization reaction, unsaturated ester amine step polymerization reaction, unsaturated ester mercaptan step polymerization reaction, vinyl-silicon hydride step polymerization reaction, isocyanate-hydroxyl step polymerization reaction, isocyanate-amine step polymerization reaction The hologram recording material according to claim 1, wherein the hologram recording material is a polymerization reaction comprising a combination thereof. 前記硬化性ポリマーは、反応性ポリマーと架橋剤とを含み、重合反応によりポリマーマトリックスを形成することを特徴とする請求項1に記載のホログラム記録材料。   The hologram recording material according to claim 1, wherein the curable polymer includes a reactive polymer and a crosslinking agent, and forms a polymer matrix by a polymerization reaction. 前記ポリマーマトリックスは、熱反応により形成されることを特徴とする請求項2または3に記載のホログラム記録材料。   The hologram recording material according to claim 2, wherein the polymer matrix is formed by a thermal reaction. 前記ポリマーマトリックスを形成する反応は、光屈折率変調成分の光屈折率変調反応と独立した反応であり、ポリマーマトリックス形成反応時に光屈折率変調成分を反応させないことを特徴とする請求項2または3に記載のホログラム記録材料。   The reaction for forming the polymer matrix is a reaction independent of the light refractive index modulation reaction of the light refractive index modulation component, and the light refractive index modulation component is not reacted during the polymer matrix formation reaction. The hologram recording material described in 1. 前記反応性ポリマーがポリオールであり、前記架橋剤がNCO末端のプレポリマーであることを特徴とする請求項3に記載のホログラム記録材料。   The hologram recording material according to claim 3, wherein the reactive polymer is a polyol, and the cross-linking agent is an NCO-terminated prepolymer. 前記ポリオールと前記NCO末端のプレポリマーとを混合した後12分以内に発熱ピークが発生することを特徴とする請求項6に記載のホログラム記録材料。   The hologram recording material according to claim 6, wherein an exothermic peak occurs within 12 minutes after mixing the polyol and the NCO-terminated prepolymer. 前記重合反応が、イソシアネート−水酸基段階重合反応、イソシアネート−アミン段階重合反応、もしくはそれらの組み合わせからなる重合反応であることを特徴とする請求項6に記載のホログラム記録材料。   The hologram recording material according to claim 6, wherein the polymerization reaction is a polymerization reaction comprising an isocyanate-hydroxyl step polymerization reaction, an isocyanate-amine step polymerization reaction, or a combination thereof. 前記NCO末端のプレポリマーが、芳香族イソシアネート、脂肪族イソシアネート、もしくはそれらの組み合わせから選択された物質からなることを特徴とする請求項6に記載のホログラム記録材料。   The hologram recording material according to claim 6, wherein the NCO-terminated prepolymer is made of a material selected from aromatic isocyanate, aliphatic isocyanate, or a combination thereof. 前記NCO末端のプレポリマーが、芳香族ジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート誘導体、もしくはそれらの組み合わせから選択された物質からなることを特徴とする請求項6に記載のホログラム記録材料。   7. The hologram recording material according to claim 6, wherein the NCO-terminated prepolymer comprises a substance selected from aromatic diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate derivatives, or a combination thereof. 前記ポリオールが、ポリプロピレンオキサイドのポリオールからなることを特徴とする請求項6に記載のホログラム記録材料。   The hologram recording material according to claim 6, wherein the polyol is a polyol of polypropylene oxide. 前記ポリオールが、ポリテトラメチレンエーテルジオールからなることを特徴とする請求項6に記載のホログラム記録材料。   The hologram recording material according to claim 6, wherein the polyol is made of polytetramethylene ether diol. 前記ホログラム記録材料が、厚さが200μm以上でΔnが3×10-3以上であることを特徴とする請求項6に記載のホログラム記録材料。 The hologram recording material according to claim 6, wherein the hologram recording material has a thickness of 200 μm or more and Δn of 3 × 10 −3 or more. 前記NCO末端のプレポリマーが、ビスシクロヘキシルメタンジイソシアネート、ビスシクロヘキシルメタンジイソシアネートとポリテトラメチレングリコールとの反応により形成されるNCO末端のプレポリマー、ブチル化ヒドロキシトルエン、および/またはヘキサメチレンジイソシアネートの誘導体を含み、かつ前記ポリオールが、ポリプロピレンオキサイドのポリオールとポリテトラメチレンエーテルのポリオールを含み、前記ポリオールと前記NCO末端のプレポリマーとを混合した後12分以内に発熱ピークが発生することを特徴とする請求項6に記載のホログラム記録材料。   The NCO-terminated prepolymer comprises biscyclohexylmethane diisocyanate, an NCO-terminated prepolymer formed by reaction of biscyclohexylmethane diisocyanate with polytetramethylene glycol, butylated hydroxytoluene, and / or a derivative of hexamethylene diisocyanate. The polyol includes a polyol of polypropylene oxide and a polyol of polytetramethylene ether, and an exothermic peak occurs within 12 minutes after mixing the polyol and the prepolymer at the NCO end. 6. The hologram recording material according to 6. 前記NCO末端のプレポリマーが、ジフェニルメタンジイソシアネート、トルエンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、およびヘキサメチレンジイソシアネートの誘導体から選択された物質を含み、かつ前記ポリオールが、ポリプロピレンオキサイドのポリオールを含み、かつ前記ポリオールと前記NCO末端のプレポリマーとを混合した後12分以内に発熱ピークが発生することを特徴とする請求項6に記載のホログラム記録材料。   The NCO-terminated prepolymer comprises a material selected from diphenylmethane diisocyanate, toluene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, and a derivative of hexamethylene diisocyanate, and the polyol comprises a polyol of polypropylene oxide, and the polyol and the NCO The hologram recording material according to claim 6, wherein an exothermic peak occurs within 12 minutes after mixing with the terminal prepolymer. 前記硬化性ポリマーが、メラミン−ホルムアルデヒド樹脂からなることを特徴とする請求項1に記載のホログラム記録材料。   The hologram recording material according to claim 1, wherein the curable polymer is made of a melamine-formaldehyde resin. 光屈折率変調成分と、硬化性ポリマーとを有し、前記光屈折率変調成分と硬化性ポリマーの系は相分離され、ホログラム形成に有効な波長の90゜光散乱における約7×10-3以下のレーリー比を示し、前記硬化性ポリマーは、前記光屈折率変調成分の光屈折率変調反応と独立した反応によって形成されることを特徴とする請求項1に記載のホログラム記録材料。 A light-refractive index modulation component and a curable polymer, wherein the system of the light-refractive index modulation component and the curable polymer is phase-separated, and is approximately 7 × 10 −3 in 90 ° light scattering at a wavelength effective for hologram formation. 2. The hologram recording material according to claim 1, wherein the hologram recording material has the following Rayleigh ratio and is formed by a reaction independent of a light refractive index modulation reaction of the light refractive index modulation component. 前記2)潜像発色−発色体自己増感増幅発色反応によりホログラム記録する方法が、少なくとも、潜像としてホログラム再生光波長に吸収のない発色体をホログラム露光により生成する第1の工程と、その発色体潜像にホログラム露光とは異なり、増感色素のモル吸光係数が5000以下の波長域の光を照射し発色体を自己増感増幅生成することにより、干渉縞を屈折率変調として記録する第2の工程を有し、それらを乾式処理にて行うことを特徴とする請求項1〜17のいずれかに記載のホログラム記録材料。   2) The method of recording a hologram by latent image color development-colored body self-sensitized amplification color development reaction includes at least a first step of generating a color body having no absorption at a hologram reproduction light wavelength as a latent image by hologram exposure; Unlike a hologram exposure, the interference fringes are recorded as a refractive index modulation by irradiating the color development latent image with light in the wavelength range where the molar absorption coefficient of the sensitizing dye is 5000 or less to generate self-sensitized amplification. The hologram recording material according to claim 1, comprising a second step and performing them by a dry process. 前記1)発色反応または2)潜像発色−発色体自己増感増幅発色反応によりホログラム記録が可能である化合物群として、少なくとも、
1)ホログラム露光にて光を吸収し励起状態を生成する増感色素、及び
2)元の状態から吸収が長波長化しかつホログラム再生光波長に吸収を有さない発色体となることができる色素前駆体を含み、増感色素または発色体励起状態から電子移動またはエネルギー移動することにより、発色による屈折率変調を用いて干渉縞を記録することができる干渉縞記録成分、
を含むことを特徴とする請求項1〜17のいずれかに記載のホログラム記録材料。
As a group of compounds capable of holographic recording by the above 1) color development reaction or 2) latent image color development-chromogen self-sensitized amplification color development reaction, at least
1) a sensitizing dye that absorbs light by hologram exposure and generates an excited state; and 2) a dye that can be a color former that has a longer wavelength than the original state and has no absorption at the hologram reproduction light wavelength. An interference fringe recording component that contains a precursor and can record interference fringes using refractive index modulation by color development by electron transfer or energy transfer from a sensitizing dye or color former excited state;
The hologram recording material according to claim 1, comprising:
前記3)潜像発色−発色体増感重合反応によりホログラム記録する方法が、少なくとも潜像としてホログラム再生光波長に吸収のない発色体をホログラム露光により生成する第1の工程と、その発色体潜像にホログラム露光とは異なる波長の光を照射することにより重合を起こし、干渉縞を屈折率変調として記録する第2の工程を有し、それらを乾式処理にて行うことを特徴とする請求項1〜17のいずれかに記載のホログラム記録材料。   3) Latent image color development—A method for recording a hologram by color development sensitized polymerization reaction includes a first step of generating a color development body having no absorption at a hologram reproduction light wavelength as a latent image by hologram exposure; 2. The method according to claim 1, further comprising a second step of recording the interference fringes as refractive index modulation by irradiating the image with light having a wavelength different from that of the hologram exposure, and performing the dry process. The hologram recording material according to any one of 1 to 17. 請求項20に記載のホログラム記録が可能な化合物群として、少なくとも、
1)第1の工程のホログラム露光にて光を吸収し励起状態を生成する増感色素、
2)第1の工程にて増感色素励起状態から、または第2の工程にて発色体励起状態から電子移動またはエネルギー移動することにより、元の状態から吸収が長波長化し、増感色素のモル吸光係数が5000以下の波長域に吸収を有しかつホログラム再生光波長に吸収を有さない発色体となることができる色素前駆体群、
3)第1の工程にて増感色素励起状態から、第2の工程にて発色体励起状態から電子移動またはエネルギー移動することにより、重合性化合物の重合を開始することができる重合開始剤、
4)重合性化合物、及び
5)バインダー、
を有することを特徴とする請求項1〜17のいずれかに記載のホログラム記録材料。
The compound group capable of holographic recording according to claim 20, at least,
1) a sensitizing dye that absorbs light and generates an excited state by hologram exposure in the first step;
2) Absorption becomes longer in wavelength from the original state by transferring electrons or energy from the excited state of the sensitizing dye in the first step or from the excited state of the chromophore in the second step. A group of dye precursors which can be a color former having an absorption in a wavelength region having a molar extinction coefficient of 5000 or less and having no absorption in a hologram reproduction light wavelength;
3) A polymerization initiator capable of initiating polymerization of the polymerizable compound by electron transfer or energy transfer from the sensitizing dye excited state in the first step and from the color former excited state in the second step,
4) a polymerizable compound, and 5) a binder,
The hologram recording material according to claim 1, comprising:
前記5)色素消色反応によりホログラム記録が可能な化合物群として、少なくとも、
1)ホログラム露光にて光を吸収し励起状態を生成する増感色素、及び
2)干渉縞記録成分として消色性色素、または、ラジカル発生剤、酸発生剤、塩基発生剤、求核剤発生剤、求電子剤発生剤、三重項酸素のいずれかからなる消色剤前駆体及び消色性色素、
を有し、増感色素がホログラム露光により励起状態を生成した後、消色性色素へ直接エネルギー移動または電子移動して消色性色素を消色することにより、または消色剤前駆体へエネルギー移動または電子移動することにより消色剤前駆体から消色剤を発生させ、その消色剤が消色性色素を消色することにより、屈折率変調により干渉縞を形成することを特徴とする請求項1〜17のいずれかに記載のホログラム記録材料。
5) As a compound group capable of hologram recording by a dye decoloring reaction, at least
1) a sensitizing dye that absorbs light by hologram exposure to generate an excited state, and 2) a decolorizable dye or a radical generator, an acid generator, a base generator, and a nucleophile as an interference fringe recording component. Agent, electrophile generator, decolorizer precursor and decolorizable dye consisting of triplet oxygen,
After the sensitizing dye generates an excited state by hologram exposure, energy transfer to the decolorizable dye or electron transfer directly to erase the decolorable dye, or energy to the decolorizer precursor A decoloring agent is generated from the decoloring agent precursor by moving or electron transfer, and the decoloring agent decolors the decoloring dye, thereby forming an interference fringe by refractive index modulation. The hologram recording material according to claim 1.
前記6)残存消色色素潜像−潜像増感重合反応によりホログラム記録する方法が、ホログラム露光波長に吸収を有する増感色素がホログラム露光時に光を吸収して励起状態を生成した後、請求項22に記載の消色性色素へ直接エネルギー移動または電子移動して消色性色素を消色することにより、または消色剤前駆体とエネルギー移動または電子移動することにより消色剤前駆体から消色剤を発生させ、その消色剤が消色性色素を消色することにより、消色されなかった残存消色性色素を潜像とする第1の工程と、その残存消色性色素潜像にホログラム露光とは異なる波長の光を照射することにより、エネルギー移動または電子移動により重合開始剤を活性化させて重合を起こし、干渉縞を屈折率変調として記録する第2の工程を有することを特徴とする請求項1〜17のいずれかに記載のホログラム記録材料。   6) A method for recording a hologram by a residual decolorizable dye latent image-latent image sensitizing polymerization reaction, wherein a sensitizing dye having absorption at a hologram exposure wavelength absorbs light during hologram exposure to generate an excited state. From the decolorizer precursor by decoloring the decolorizable dye by direct energy transfer or electron transfer to the decolorizable dye of Item 22, or by transferring energy or electron transfer with the decolorizer precursor A first step of generating a decoloring agent, and the decoloring agent decolorizes the decolorizable dye, thereby making the residual decolorable dye not decolored into a latent image, and the residual decolorizable dye A second step of recording the interference fringes as refractive index modulation by irradiating the latent image with light having a wavelength different from that of hologram exposure to activate the polymerization initiator by energy transfer or electron transfer to cause polymerization; thing The hologram recording material according to any one of claims 1 to 17, characterized. 請求項23に記載のホログラム記録が可能な化合物群として、少なくとも、
1)第1の工程のホログラム露光にて光を吸収し励起状態を生成する増感色素、
2)第1の工程にて増感色素励起状態から、直接エネルギー移動または電子移動する結果、または消色剤前駆体へエネルギー移動または電子移動することにより消色剤を発生させる結果、消色することができるホログラム再生光波長のモル吸光係数が1000以下の消色性色素、
3)第2の工程にて残存消色性色素励起状態から電子移動またはエネルギー移動することにより、重合性化合物の重合を開始することができる重合開始剤(場合により2)の消色剤前駆体を兼ねる)、
4)重合性化合物、及び
5)バインダー、
を有することを特徴とする請求項1〜17のいずれかに記載のホログラム記録材料。
The compound group capable of holographic recording according to claim 23 is at least:
1) a sensitizing dye that absorbs light and generates an excited state by hologram exposure in the first step;
2) As a result of direct energy transfer or electron transfer from the sensitizing dye excited state in the first step, or as a result of generating a decolorant by transferring energy or electron to the decolorizer precursor, the color is erased. A decolorizable dye having a molar extinction coefficient of the hologram reproduction light wavelength of 1000 or less,
3) A decolorizer precursor of a polymerization initiator (possibly 2) capable of initiating polymerization of the polymerizable compound by electron transfer or energy transfer from the remaining decolorizable dye excited state in the second step. )
4) a polymerizable compound, and 5) a binder,
The hologram recording material according to claim 1, comprising:
ホログラム記録が書き換えできない方式であることを特徴とする請求項1〜24のいずれかに記載のホログラム記録材料。   The hologram recording material according to any one of claims 1 to 24, wherein the hologram recording is a system that cannot be rewritten. 10回以上の多重記録が可能であることを特徴とする請求項1〜24のいずれかに記載のホログラム記録材料。   The holographic recording material according to any one of claims 1 to 24, wherein multiple recording can be performed 10 times or more. 多重記録の際の露光量がいずれの多重記録の際も終始一定のまま多重記録できることを特徴とする請求項26に記載のホログラム記録材料。   27. The hologram recording material according to claim 26, wherein the multiplex recording can be performed while the exposure amount at the time of multiplex recording remains constant throughout the multiplex recording. 請求項1〜27のいずれかに記載のホログラム記録材料からなることを特徴とする光記録媒体。   An optical recording medium comprising the hologram recording material according to any one of claims 1 to 27. 請求項1〜27のいずれかに記載のホログラム記録材料が保存時に遮光カートリッジ内に保存されていることを特徴とする光記録媒体。   An optical recording medium, wherein the hologram recording material according to any one of claims 1 to 27 is stored in a light-shielding cartridge at the time of storage.
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